基于双曲超材料光子晶体集成石墨烯-金层的太赫兹双波段角度无关吸收耦合模式研究

研究人员设计了一种新型太赫兹(THz)光子异质结构，通过耦合拓扑界面态(TIS)与Tamm模式，实现了1-3 THz范围内角度无关的双波段强吸收。该结构采用石墨烯层与双曲超材料(HMMs)光子晶体(TPC1/TPC2)的复合设计，结合金-介质双层，显著增强了各向异性光局域与模式杂化，为太赫兹光子器件开发提供了创新解决方案。

　　

这项研究展示了一种突破性的太赫兹波段光子结构设计。通过将石墨烯单层巧妙地夹在两个具有拓扑特性的光子晶体(TPC₁和TPC₂)之间，并引入双曲超材料(HMMs)构建各向异性带隙，研究人员成功实现了"光子结界"效应。更妙的是，在结构边缘添加的金-介质双层就像个"光子捕手"，其支持的Tamm态与拓扑界面态(TIS)产生强烈耦合，最终在光子带隙(PBG)内形成了两个醒目的吸收峰。这种设计就像给光子装上了"导航系统"，无论入射角度如何变化，吸收特性都稳如泰山。该成果为开发新一代太赫兹隐身材料、生物传感和通信器件提供了重要技术路径。