通过超表面的简并保护效应，在连续介质中实现普遍的偏振和角度无关的准束缚态

《Laser & Photonics Reviews》：Universal Polarization- and Angle-Independent Quasi-Bound States in the Continuum via Degeneracy Protection in Metasurfaces

准束缚态连续谱（BICs）在光-物质相互作用等领域具有高Q值和强场局域特性，但传统方法依赖结构对称性破缺，导致极化敏感和角度依赖。本文通过简并保护机制设计全介质超表面，调控纳米孔直径诱发二次布洛赫区折叠，生成简并模式态消除极化依赖，同时平坦色散带抑制角度色散，实现宽角稳定的高Q值共振，为高精度光谱成像和传感提供新平台。

　　

摘要

连续介质中的束缚态（BICs）具有高质量（Q）因子和强电磁场限制特性。这些特性使它们在光与物质相互作用、非线性光学和光学传感应用中极具吸引力。然而，大多数准BICs依赖于结构对称性的破缺，这不可避免地引入了偏振敏感性和角度依赖性，限制了它们的实际应用。本文展示了一种设计策略，通过在全介电超表面中利用简并保护机制，实现了偏振独立和角度独立的准BICs。通过精确调节纳米孔直径，可以诱导布里渊区的二次折叠，从而产生模式简并的准BICs，这些准BICs在远场辐射中自然消除了偏振依赖性。此外，带折叠导致光子带变得平坦，强烈抑制了角度色散，使得共振在广泛的入射角范围内都保持高度稳定。这种基于简并的机制使得构建对偏振和角度变化具有内在鲁棒性的准BICs成为可能。这项工作为实现保持对称性的准BICs提供了一个可推广的平台，为高分辨率光谱成像、低损耗滤波和高灵敏度光学传感提供了新的机会。

图形摘要

通过二次布里渊区折叠实现了一种偏振独立且对角度不敏感的准BIC超表面。这种策略能够实现高Q值的共振，并增强场限制效果，为集成传感和片上光谱学提供了稳定的平台。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。