连续域束缚态(BIC)，是一种存在于连续辐射光谱却仍然保持局域化的电磁本征态，具有无限的光子寿命和品质因数，其在增强光-物质相互作用方面表现出巨大的潜力。然而，目前BIC或准BIC结构一般由金属或介质材料的超材料/超表面/光子晶体加工而成，其结构参数一旦确定难以实现器件的主动调控，较大程度的限制了其功能性和应用场景。
近日，曲阜师范大学许士通副教授、南方科技大学丛龙庆副教授课题组提出将液晶与准BIC结构结合，通过外场调控液晶取向实现器件从OFF态向ON态的主动控制。此外，基于器件前后入射的非对称响应还实现了单向传输。该研究提出的基于液晶填充的准BIC器件为太赫兹动态调控提供了有效途径，在太赫兹通信、开关和传感系统具有重要的应用价值。相关研究成果以“Active control of terahertz quasi-BIC and asymmetric transmission in a liquid-crystal-integrated metasurface”为题发表在《Photonics Research》，许士通副教授为论文第一作者和通讯作者，南方科技大学凡俊兴助理研究员和丛龙庆副教授为共同通讯作者。
图1：液晶集成的准BIC超表面示意图。
图2：双开口谐振环支持的BIC向准BIC模式演化。
图3：液晶双折射以及开口谐振环支持的准BIC模式。
图4：通过调控液晶取向，器件实现了准BIC模式的主动可调谐。
图5：基于准BIC调控的非对称传输。
Shi-Tong Xu, Junxing Fan, Zhanqiang Xue, Tong Sun, Guoming Li, Jiandi Li, Dan Lu, and Longqing Cong, “Active control of terahertz quasi-BIC and asymmetric transmission in a liquid-crystal-integrated metasurface,” Photon. Res. 12, 2207-2213 (2024) 被遴选为Editor’s Pick.
http://opg.optica.org/PRJ/abstract.cfm?uri=PRJ-12-10-2207
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