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2026

用于红外光谱和强光-物质相互作用的动态可调膜超表面

作者：

威斯康星大学麦迪逊分校 Filiz Yesilkoy 团队介绍并演示了一种动态可调谐的硅膜超表面，该超表面在指纹区展现出高品质因子（Q值）的透射共振。通过利用硅的热光特性，作者实现了耦合诱导透明（CIT）模式的连续调制，该模式源于准连续域束缚态（q-BIC）和表面晶格模式（SLM）的干涉。通过在300–700 K的温度范围内，连续扫描23.5 cm?¹光谱范围内的尖锐CIT共振，作者测量了0.06 cm?¹ K?¹的光谱调谐速率。在当前的概念验证实现中，动态透射控制使得无需传统光谱仪即可检测聚苯乙烯（1450和1492 cm?¹）和聚甲基丙烯酸甲酯（1730 cm?¹）的特征吸收带，从而实现对聚合物薄膜的非接触式化学分析。当分析物分子填充超表面产生的光子腔时，作者证明了聚甲基丙烯酸甲酯羰基带与CIT模式之间存在强烈的振动耦合，表现为~43 cm−1的拉比分裂。作者的结果建立了一个新的光子平台，该平台结合了光谱精度、强场增强和可重构性，为紧凑型中红外光谱、分子传感和可编程极化子光子学提供了多种可能性。

研究成果于 2026 年 6 月 9 日以 “Dynamically tunable membrane metasurfaces for infrared spectroscopy and strong light-matter interactions”为题发表于《Light: Science & Applications》。