学院本科生王柯人在Nano Letters上发表文章： 突破传统——三元光栅实现高相干热发射调控
发布时间：2025.02.26
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传统黑体辐射具有宽带、非相干的特性，而在红外成像、气体传感等应用中，对“高时空相干性的热源”的需求日益迫切。尽管基于超表面的热发射调控已取得一定进展，但现有方案往往无法兼顾高Q值、窄带宽和方向性发射——要么受限于金属损耗导致Q值不足，要么因能带色散引入“彩虹效应”（波长随角度变化）。如何实现无彩虹效应的高相干热源，成为亟待解决的难题。
针对这一难题，学院王卫研究员团队提出了一种基于连续域束缚态（BIC）与能带工程的创新方案，通过三元光栅结构实现了中心波长6.5 μm、带宽23 nm、发散角仅2°的高性能热发射。本研究通过能带拓扑与模式耦合的协同设计，突破了传统热发射器在相干性和彩虹效应之间的性能瓶颈。
该研究工作发表于国际知名学术期刊《Nano Letters》，为微纳光子器件的性能提升开辟了新的路径。未来，通过材料优化（如低损耗氮化硅）和三维结构设计，有望进一步推动热光子学器件的实用化进程。
论文第一作者为四川大学物理学院2023级强基班本科生王柯人以及山东师范大学博士研究生孙开礼（韩张华教授团队），四川大学王卫研究员为共同通讯作者，四川大学为该论文的第一署名单位。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c06565
