西北工业大学在微纳结构光学共振调控方面取得重要进展

近日，西北工业大学赵建林教授、陆华教授团队开展了拓扑绝缘体材料光学共振及其耦合特性研究，利用制备的碲化铋拓扑绝缘体纳米薄膜，获得了近红外波段超薄光学共振腔，并将其与光子晶体相集成，实现了光通信波段类电磁诱导透明效应的产生。该研究成果以《λ/20-Thick cavity for mimicking electromagnetically induced transparency at telecommunication wavelengths》为题发表在国际光学领域顶级期刊《先进光子学》（《Advanced Photonics》）上。

光学共振腔在光调控、光-物质相互作用、光通信、光子集成等方面具有重要应用。如何实现超薄光学共振腔一直是研究者关注的热点和难点问题。光学共振腔的尺寸主要取决于材料光学性质和工作波长。作为新兴信息材料，三维拓扑绝缘体材料不仅拥有良好的电学特性，而且展现出优异的光学特性，例如：高折射率、高非线性光学系数、宽工作谱范围、易集成及可调谐等，在集成光电子、光子器件等方面具有重要应用前景。

超薄光学共振腔及其与光子晶体相集成的结构和光谱响应

碲化铋拓扑绝缘体在光通信波段具有大于6的超高折射率，其远高于硅、锗等传统材料折射率（硅、锗的折射率分别约为3.47、4.27 @ 1550 nm），研究团队提出了利用碲化铋拓扑绝缘体实现超薄光学共振腔的新思路。他们采用磁控溅射技术制备出大面积、平坦的碲化铋薄膜，并将其与金属薄膜有机结合，实现了超薄光学共振腔（波长的二十分之一）和高效的近红外共振光吸收，如上图所示。进而将该超薄光学腔与一维光子晶体相集成，观测到了反常的类电磁诱导透明效应，并揭示了该效应的产生机理。相关结果为超薄光学腔、微结构光谱调控及光电功能器件的实现开辟了新途径。

该论文第一作者为西北工业大学陆华教授，通讯作者为西北工业大学赵建林教授、陆华教授。作为我校光学工程学科优秀青年教师，陆华教授近年来在国家自然科学基金、陕西省自然科学研究计划、留学回国人员择优资助、西北工业大学“翱翔新星”及科技人才创新研究专项等项目支持下，围绕微纳光子学等领域开展了大量前沿研究工作，目前已在Light Sci. Appl.、Adv. Photon.、Laser Photon. Rev.等主流光学期刊上发表第一/通讯作者论文50余篇（SCI他引近3000次），近四年连续入选爱思唯尔中国高被引学者。该工作为其近期的代表性成果之一。

论文链接：https://doi.org/10.1117/1.AP.6.3.036001