光学前沿动态

OPTICS FRONTIERS

01

2026

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06

莫尔纳米光子学:从基本概念到器件工程

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麻省理工Haoning Tang 团队联合University of Technology Sydney的Igor Aharonovich团队,在最新综述中系统梳理了莫尔纳米光子学的基本物理机制、代表性器件进展及未来工程化方向。莫尔光子结构通过周期单元之间的相对旋转、平移或参数失配产生长程超结构,为光学能带、局域态密度、辐射泄漏和动量转换通道提供了新的几何调控自由度。

该综述重点讨论了扭转双层光子晶体和合并式莫尔光子晶体中的能带折叠、层间杂化、平带形成和光场局域机制。与传统固定几何的光子晶体不同,莫尔平台可通过扭转角、堆垛方式和层间耦合,在不重新设计整体结构的情况下连续调控光学响应。这一特性使其能够实现高 Q、小模式体积的莫尔光子腔,并为低阈值纳米激光、集体相干激光、腔量子电动力学、非线性频率转换、波束整形和涡旋光生成等方向提供新的器件平台。

文章进一步指出,莫尔纳米光子学正在从基础概念验证走向器件工程。未来,结合高精度纳米加工、二维材料、量子发光体、非线性材料以及 MEMS 可重构平台,莫尔光子结构有望发展为可制造、可集成、可动态调控的新一代纳米光子器件。

该成果于 2026 年 5 月 22 日以题为“Moiré nanophotonics: from fundamental concepts to device engineering”发表在《Optica》上。

图1:扭转方形和六角晶格中的可公度莫尔超晶格构造

图2:扭转双层光子晶体中的能带折叠与层间杂化机制

图3:一维和二维莫尔光子结构中两类色散工程策略:参数失配超晶格与扭转诱导超晶格

图4:莫尔光子腔与传统缺陷腔、BIC 光子晶体板的局域模式对比

图5:莫尔光子晶体激光、集体激光以及腔量子电动力学代表性进展

图6:扭转双层光子晶格的典型加工、转移、堆叠与 MEMS 可重构实现方案

来源:optics光学世界