拓扑角态与波导耦合实现超高Q值Fano共振的光学传感新策略

本文提出了一种基于拓扑角态（TCS）与波导耦合的新型光学传感器，通过激发高品质因数（Q>107）的Fano共振，实现了394.2 nm/RIU的超高灵敏度、10-7 RIU检测限及卓越的抗干扰性能，为片上纳米光子器件开发提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

拓扑腔-边缘态耦合系统

TCS（拓扑角态）与高Q值特性相结合，能显著增强光子局域化效应，延长光子寿命并降低辐射损耗[51]。这种特性使其成为构建紧凑型波导（如耦合角态波导[52]）的理想选择。当TCS腔与TES（拓扑边缘态）波导协同作用时，会形成独特的拓扑腔-边缘态耦合系统（TCEs）。该系统通过谐振耦合产生强场约束效应，为光学传感提供了前所未有的调控维度。

Conclusion

本研究成功开发出基于TCS与波导耦合的高Q值（>10⁷）Fano共振光学传感器，其卓越性能包括10^-7 RIU检测限和超高灵敏度，为微型化传感应用开辟了新途径。该架构充分利用拓扑态的特性，在抗结构缺陷干扰方面展现出显著优势，为下一代纳米光子器件设计奠定了理论基础。