准导模增强非线性超表面

宽角宽带可调

通过布洛赫准导模与ENZ模式强耦合，在宽波矢范围内同时获得高品质因子和场增强，非线性折射率系数比纯ITO薄膜提高三个数量级。

Shi, Wenjuan · 王昭路 · Liu, Jiacen · Wenqi, Xu · Zhang, Changchang · Cong-Fu, Zhang · 李伟 · Ke, Gao · 刘红军

Laser and Photonics Reviews 2025

参数信息

非线性折射率系数

3.8×10⁻¹³ m² W⁻¹

反交叉劈裂

260 meV

技术优势

宽波矢高Q

所有低于光线的导模通过周期扰动折叠成准导模，在宽波矢范围内都保持高品质因子。

非线性提升三个量级

正入射下实测非线性折射率系数为3.8×10⁻¹³ m² W⁻¹，比纯ITO薄膜大三个数量级。

大角度仍稳健

由于准导模在宽波矢下保持高Q，非线性系数随入射角增大依然稳定，实现宽带可调强非线性。

应用场景

• 非线性光学：在宽角度和多波长下实现强非线性，可用于波长转换和光开关。
• 光子集成：硅与ENZ薄膜结构兼容标准微纳加工，容易集成到光子芯片上。
• 超快光学：高Q模式增强光与物质作用，适合产生和调控超快光信号。
• 可调超材料：通过调整入射角或波长即可调谐非线性响应，无需改变结构。