基于等离子体准连续域束缚态的单色偏振敏感光热电检测技术

来自某研究团队的研究人员针对等离子体共振中高Q值(quality factor)与偏振调制难以兼得的问题，开发出基于准连续域束缚态(quasi-BICs)的等离子体光热电超表面器件。该器件通过非辐射模式光场局域，实现了0.67 μA·(W·deg)?1的线性偏振角敏感度与>0.9的圆二色性(CD)响应，突破性地同步达成高单色性、高偏振比(PR)和尖锐共振特性，为片上光学器件开发提供新思路。

　　

连续域束缚态(Bound states in the continuum, BICs)通过非辐射模式囚禁光场，为提升共振品质因子(Q-factor)提供了可靠机制。针对等离子体共振固有损耗大导致Q值受限的难题，这项研究巧妙构建了基于准BICs的等离子体光热电超表面，成功研制出兼具高偏振比(PR)的单色偏振探测器。该器件通过激发高品质因子准BICs共振，实现0.67 μA·(W·deg)^?1的线性偏振角敏感度。

研究团队突破传统思路——通常为实现最大圆二色性(CD)响应而引入对称性破缺，但这会加剧辐射损耗并显著降低Q值，导致偏振调制与高单色性难以兼得。本工作创新性地发现：光吸收主要由光栅壁主导，而几何扰动的偏移仅用于打破镜像对称性以产生CD响应。基于此原理，在保持本征手性的情况下，器件展现出>0.9的优异CD响应。

这项研究为高速单色检测的片上光学器件开发开辟了新途径，首次实现PR、CD与尖锐共振特性的协同优化，在生命科学领域的偏振敏感成像、手性分子检测等应用中展现出重要潜力。