近日，我室研究生齐凯、高一骁副研究员和沈祥研究员等在共振超构表面光吸收增强领域取得进展，并在期刊Optics Express上发表了题为“ High-Q perfect light absorption enabled by degenerate merging BICs”的研究论文。（文章链接: https://doi.org/10.1364/OE.567508）

       在光子学应用中，如光学光谱传感、光通信和热辐射调控等领域，实现薄膜纳米结构中具有窄带光谱特性的高吸收至关重要。本研究提出了一种基于BIC简并合并机制的偏振无关超窄带完美光吸收器设计方案。该结构由锗纳米盘阵列构成，通过包含波导层的介质间隔层置于反射镜基底之上，其中通过调整晶格常数，实现了BIC在Γ点的合并，如图一所示。通过精确调控锗纳米盘和波导层的几何参数，我们实现了对系统辐射与非辐射损耗率的协同控制，从而在维持临界耦合条件的同时实现了吸收Q因子的精细调节，如图二所示。这一设计方案为平面光学架构中实现超高Q值光吸收提供了创新性的解决方案，在光电子器件和集成光子学领域展现出重要的应用潜力。

图一 (a)本文所提出的具有高Q完美吸收的共振超构表面。(b)单元结构示意图。（c）不同晶格常数下简并模式（p模式和s模式）在动量空间中的Q因子分布

       图二展示了在锗基超构表面下引入波导层实现了非辐射Q因子的独立调控，解决了传统金属反射镜引入产生的欧姆损耗，并且实现了通过调控晶格常数和波导层厚度实现在任意波长处实现高Q高吸收，如图所示。

图二 (a)三种共振超构表面的单元结构，和(b)其吸收光谱的比较，其中Ge纳米盘直径固定为0.2 μm。(c)共振模式的电场分布。（d）四种典型超构表面结构的吸收Q因子对比。(e)在波导层厚度-阵列周期（t_wg - a）空间中波长1550 nm吸收率。(f)在a1和a2位置处的吸收光谱。(g)从（e）中选择三个特征t_wg - a区域以获得更详细的视图。