近日，我院刘玉芳教授、于坤教授团队在连续域束缚态（BIC）研究领域取得系列重要进展。该团队围绕moiré光子晶体、全介质超表面等微纳结构开展深入研究，相关成果相继发表在美国光学学会权威期刊 Optics Letters 与 Optics Express上，均为中科院二区SCI论文。张军副教授（1篇OL，2篇OE）、武小栋博士（1篇OL）为论文第一作者，李岩珂博士、邓春雨博士，于坤教授及刘玉芳教授为通讯作者。
BIC因其极窄线宽和极强的光场约束，在光传感、激光器和通信领域潜力巨大。但当前基于准BIC（QBIC）的器件设计仍受制于四大痛点：工作频宽角域窄、几何调谐易致频漂、刻蚀工艺难度大且灵敏度不足、多类损耗难以同步抑制。这些问题严重制约了QBIC从理论向实用化器件的跨越。为此，团队力求在谐振调控、制造工艺和损耗管理上实现系统性突破。
核心成果亮点：1. 晶格扰动moiré光子晶体【Optics Letters, 51, 3996, (2026)】以moiré晶格微扰诱导布里渊区折叠，彻底打破BIC窄带瓶颈，实现全动量空间超宽带QBIC。获得带宽393 nm，全域最低Q值5.9×10⁸，C波段损耗仅2×10⁻⁴ dB/mm的QBIC模式，为光子芯片宽带化开辟新路径。2. 环形偶极二聚超表面【Optics Letters, 51, 3437 (2026)】摒弃形变破缺，采用双向空间偏移策略，让QBIC与EIT各自独立调控、互不干扰、无频漂。水平调Q值，竖直控EIT，谐振波长保持稳定；BIC模式灵敏度达342.05 nm/RIU，加工容错性优异，双通道传感与慢光应用前景可期。3. 非对称环境光子晶体【Optics Express, 33, 48227, (2025)】采用“不动本体、只改环境”的新思路：通过调控外围介质激发双偏振高灵敏QBIC。灵敏度达846 nm/RIU，探测极限低至10⁻¹³ RIU，为无标记生化微量检测提供有力工具。4. 零群速度-BIC复合光子晶体【Optics Express, 32, 15065, (2024)】利用零群速度（ZGV）模式与BIC在1550 nm波段同频协同：BIC抑制辐射损耗，ZGV压制镜像损耗，双向合力实现近零损耗纳米谐振腔，直指低阈值激光和非线性增强应用。成果意义与后续计划：系列工作构建了覆盖宽带谐振、独立调控、高灵敏传感及超低损耗微腔的完整BIC设计体系，自研仿真算法兼顾精度与效率。下一步团队将推进样品流片试制，搭建传感与光通信原型器件，并拓展至可见光及太赫兹波段，加速BIC光子器件工程化落地。
上述系列研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省高校重点项目的资助等项目资助。
论文链接：
1. https://doi.org/10.1364/OL.603075
2. https://doi.org/10.1364/OL.596230
3. https://doi.org/10.1364/OE.578486
4. https://doi.org/10.1364/OE.522217
(文 张军 武小栋)
