各向异性诱导一维平面光子晶体平板的本征手性光学响应

本研究通过引入材料各向异性，在一维平面光子晶体平板中实现了几何非手性结构下的本征手性光-物质相互作用。研究人员发现两种独特的at-Γ圆偏振态：第一种在平板两侧呈现相同手性和拓扑电荷(q=0)，第二种源自体费米弧，具有相反手性和相同q=-1/2特性。该突破为量子科学、热辐射和激光等领域提供了理想手性束缚态的实现途径。

　　

在光学研究领域，突破传统维度限制实现手性调控始终是重大挑战。这项创新性工作巧妙利用材料各向异性，在一维平面光子晶体平板(1D PCS)中成功诱导出本征手性响应——这种几何非手性结构竟展现出媲美三维手性体系的光学特性。

研究团队揭示出两种颠覆认知的at-Γ圆偏振态：第一种具有平面手性特征，在平板两侧保持相同旋向性和零值拓扑电荷(q=0)；第二种则源于体费米弧(Bulk Fermi Arc)效应，呈现独特的"镜像手性"分布，两侧虽旋向相反却共享q=-1/2的分数拓扑电荷。这种各向异性辅助的手性调控机制，使得无需改变几何结构即可实现手性切换，为构建理想手性束缚态(Chiral Bound States)和自旋-动量锁定辐射提供了全新范式。

该发现突破了传统手性光学器件对复杂三维结构的依赖，在量子光学调控、定向热辐射管理、生物医学传感和手性激光器开发等领域展现出广阔应用前景。特别是其可预测的手性调控特性，为开发新一代集成化手性光子器件开辟了革命性路径。