近日，物理科学与信息工程学院范鑫烨副教授研究团队在基于超结构的光学折射率传感器研究方面取得新进展，研究成果以“Excitation of multiple Fano resonances on all-dielectric nanoparticle arrays”（《全介质纳米颗粒阵列中多重Fano共振的激发效应》）为题发表于《Optics Express》期刊（中科院2区期刊，影响因子3.833）。

基于全介质超表面结构的光学折射率传感器由于其更小的体积和出色的陷光作用被认为是片上集成高灵敏传感的首选方案之一。相较于金属超表面，它们具有更少的欧姆损耗和更尖锐的共振曲线，因此具有更大的品质因子（Q因子）。在获得高Q因子的前提下，如何激发具有高灵敏度的多重Fano共振是科研工作者的研究重点。针对该问题，课题组研究人员提出了一种全介质超表面，该超表面结构由两个硅半柱体和一个硅棒组成，并周期性排列在二氧化硅衬底上。通过引入非对称参数使连续体中的束缚态（BIC）模式转换为准BIC模式，可以在近红外范围内产生3个高Q因子和高调制深度的Fano共振。所设计的超表面结构具有显著的光场可调控性，通过调整参数可以满足不同应用的要求。研究表明，该结构在光开关和高灵敏度光学折射率传感领域具有广泛的应用价值。

图1（a）所设计的超表面示意图 （b）实验样品SEM图

2021级研究生王丹丹为第一作者，范鑫烨副教授、Santosh Kumar副教授为共同通讯作者，350vip浦京集团(中国)股份有限公司为第一署名单位，房文敬博士、牛慧娟副教授参与了部分研究工作。该项工作得到了山东省高等学校青年创新团队发展计划、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金和350vip浦京集团(中国)股份有限公司博士科研启动基金等项目的资助。

论文全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.485218

（审稿：刘才龙）