基于准BIC本征手性的双层全硅太赫兹超材料实现不对称圆偏振调控与转换

本研究提出一种具有最大窄带本征手性的双层全硅太赫兹超材料（BATM），通过引入面内与面外不对称参数，实现了左旋圆偏振（LCP）与右旋圆偏振（RCP）入射下交叉偏振分量的强度不对称（一端抑制至≈0.03，另一端保持>0.10），并进一步通过优化将禁止的交叉偏振强度压制至10?4水平。该结构还具备不对称传输特性、多准BIC手性模式激发能力，且可通过层间距离调控手性强度，有望与微机电系统（MEMS）集成实现动态光谱调控，在光学隔离、偏振控制、手性分子传感等领域具有应用潜力。

　　

在这项研究中，科学家们设计了一种双层全硅太赫兹超材料（Bi-layer All-silicon Terahertz Metamaterial, BATM），通过同时引入面内和面外不对称参数，实现了强烈的本征手性响应。该结构在左旋圆偏振（LCP）和右旋圆偏振（RCP）光入射时，可打破交叉偏振分量通常相等的限制，使其一端强度降至约0.03，另一端仍保持高于0.10。若进一步引入额外面内不对称并优化面外参数，被禁止的交叉偏振强度甚至可被压制到10^?4量级。

这种不对称调控还带来了独特的不对称传输特性。此外，通过打破平移对称性，可激发更多准-BIC（Bound State in the Continuum）手性模式，且所有模式的手性强度均可通过调控两层之间的垂直距离进行灵活调制。

该材料体系具有与微机电系统（MEMS）集成的潜力，可实现手性光谱的动态主动调控。其窄带不对称手性传输与偏振转换特性，为光学隔离、偏振控制、手性分子传感、编码与滤波等应用提供了新的技术路径。