Topological Leading Angular Structure around Bound States in the Continuum
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
本文揭示连续谱中束缚态的主导辐射角结构编码拓扑性质，可识别拓扑电荷跃迁条件及新BIC族分叉，并在C6v结构中直接发现q=-5的超BIC，具有超高品质因子，应用于拓扑光子学。
2026-10-28 physics.optics
Arbitrary Polarization Generation in Magneto-optical Metasurfaces Enabled by Bound States in the Continuum
Keio University（庆应义塾大学）；The University of Tokyo（东京大学）
通过磁光超材料和外部磁场调控，实现垂直辐射下任意偏振态的连续生成，无需结构修改。
2026-03-12 physics.optics
Bloch bound states in the radiation continuum in a periodic array of dielectric rods
我们考虑一个无限周期阵列的介质棒在真空中的目的是证明三种类型的布洛赫束缚态的连续（BSC），对称性保护与零布洛赫矢量，嵌入到一个衍射通道与非零布洛赫矢量，并嵌入到两个和三个衍射通道。第一种和第二种类型的BSC存在于棒的材料参数的宽范围内，而第三种仅发生在棒的半径的特定值处。我们表明，第二种类型的支持沿阵列的功率通量。为了找到平衡计分卡，我们提出了一种基于Hankel函数展开的方法。我们展示了如何BSC揭示自己的散射函数时，奇异BSC点接近沿参数空间中的特定路径。
2014-11-17 physics.optics
Resonant field enhancement in lossy periodic structures supporting complex bound states in the continuum
夹在两个无损耗均匀介质之间的有损耗周期性结构中的谐振模式形成连续依赖于布洛赫波矢的带，并且由于辐射和吸收损耗而具有复频率。连续介质中的复合束缚态（cBIC）是在这样的带中具有零辐射损耗的特殊态。入射到周期性结构上的平面波引起共振增强的局部场。本文导出了场增强的严格公式，并分析了场增强与入射波的频率、波矢和振幅的关系。对于多个辐射通道的共振，我们确定的入射波，最大限度地提高了场增强，并找到条件下，场增强可以与辐射和耗散品质因数。我们还表明，相对于布洛赫波矢，最大的场增强时，获得近似的辐射和耗散品质因数是相等的。我们的研究澄清了与场增强相关的各种因素，并为强局部场很重要的应用提供了有用的指导。
2021-08-12 physics.optics
Bound States in the Continuum on Periodic Structures: Perturbation Theory and Robustness
在周期性结构上，连续谱中的束缚态（BIC）是具有辐射连续谱中的频率的驻波或传播布洛赫波。一些BIC（例如，反对称的驻波）是受保护的，因为它们与辐射通道中的输出波具有不相容的对称性。传播的BIC不具有这种对称性失配，但它们仍然关键地依赖于结构的对称性。在这封信中，微扰理论的二维周期性结构上传播的BIC。研究表明，这些BIC是强大的结构扰动，保持对称性，这表明这些BIC实际上是隐含的对称性保护。
2017-07-15 physics.optics
Artificial Anisotropy Induced Bound States in the Continuum for Integrated Photonic Waveguide
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
该研究针对现有BIC波导设计灵活性不足的问题，提出采用亚波长光栅超材料实现人工光学各向异性的新范式，实现了BIC波导的灵活调控，为集成光子器件提供通用框架。
2026-08-24 physics.optics
Polarization-based branch selection of bound states in the continuum in dielectric waveguide modes anti-crossed by a metal grating
我们研究了在一个平面介质波导结构中的连续束缚态（BIC），该结构由一个金光栅和一个金属背层组成。在这种结构中，由两个波导模的辐射之间的相消干涉引起的Friedrich-Wintgen（FW）BIC出现在色散曲线的反交叉点附近。在这项研究中，它揭示了BIC出现的分支的变化，根据入射辐射的偏振。基于时间耦合模理论，证明了BIC分支由两个波导模之间的耦合系数与外部辐射的乘积的符号决定，这与FW理论是一致的。的耦合系数的符号估计的数值获得的电场的波导模式分解，并确认根据极化而变化。
2019-07-23 physics.optics
Substrate-engineered tunable bound states in the continuum and directional radiation in dielectric metasurfaces
Neijiang Normal University（内江师范学院）；Neijiang Optoelectronic Devices Engineering Research Center（内江光电器件工程研究中心）；Shenzhen University（深圳大学）；Great Bay University（大湾区大学）；Chongqing University（重庆大学）
研究通过基底工程化实现可调连续束态，揭示了超材料中基底对光-物质相互作用的调控机制，提出了一种基于多层亚波长柱体的超材料结构，实现高Q值连续束态和定向辐射。
2026-05-10 physics.optics
Continuum approach based on radiation distribution function for radiative heat transfer in densely packed particulate system
颗粒体系辐射换热的研究通常是基于具有有效辐射性质的辐射转移方程（RTE）。然而，对于非随机的，密集和规则填充的颗粒系统，RTE的适用性是值得怀疑的，由于依赖散射和弱随机性的颗粒排列。在本文中，一个新的连续的方法，不显着依赖于RTE的密集填充颗粒系统的辐射传热。新方法是基于辐射分布因子（RD）的概念在离散尺度（或粒子尺度）的辐射分布函数（RDF）在连续尺度的推广。导出的控制方程为积分形式，RDF作为表征系统辐射转移特性的连续尺度物理参量。研究了不同颗粒体系（随机和规则填充）的RDF特性。在规则分布的颗粒体系中，RDF具有各向异性。在颗粒尺度上进行了传热模拟，验证了连续介质法在预测稠密颗粒系统温度分布方面的优越性。这项工作提供了一个替代的连续介质理论，这将有助于分析和理解密集填充介质中的辐射传热。
2019-10-16 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Experimental Demonstration of Chiral Bound States in the Continuum Enabled by Time-reversal Symmetry Breaking
Sun Yat-sen University（中山大学）
本文在磁光光子晶体中实验实现时间反演对称性破缺诱导的手性连续域束缚态，通过面外磁场分裂简并BIC对，产生相反圆偏振的非简并共振，并验证了自旋选择性辐射与宽带圆二色性，为自旋选择性光子学提供新平台。
2026-10-01 physics.optics
Bound States in the Continuum and Unidirectional Guided Resonances Enabled by Competing Fourier Harmonics near the Fourth Stop Band
Kongju National University（Kongju 国立大学）；Institute of Application and Fusion for Light, Kongju National University（光应用与融合研究所）
提出一种基于第一和第二傅里叶谐波双通道辐射相消的新机制，在第四禁带附近实现单向导引共振，无需面内对称性破缺或带间耦合，简化器件设计。
2026-09-02 physics.optics
Tunable high-$Q$ Janus-to-chiral bound states in the continuum in bilayer PhCs
School of Physics and Optoelectronics, Xiangtan University（湘潭大学物理与光电工程学院）；School of Physics and Electronics, Hunan University（湖南大学物理学院）；State Key Laboratory of Millimeter Waves, Southeast University（东南大学毫米波国家重点实验室）；Science, Mathematics and Technology (SMT) Cluster, Singapore University of Technology and Design（新加坡科技设计大学科学、数学与技术学部）
研究通过双层全电介质光子晶体控制Janus束缚态在连续体中的特性及光学手性，利用对称性选择性扰动实现手性拓扑荷调控，展示出高Q因子手性光子学的可调制路径。
2026-05-14 physics.optics
Bound States in the Continuum Based on the Total Internal Reflection of Bloch Waves
光子晶体板可以支持具有无限寿命但嵌入自由空间中的光学模式的连续谱中的连续谱中的束缚态（BIC）。BIC的形成需要在板和自由空间之间的两个界面处的全内反射（TIR）条件。在这里，我们表明，TIR的布洛赫波可以直接获得广义菲涅耳方程的基础上提出的。如果这些布洛赫波中的每一个都拾取了一个具有2 π的整数倍的相位来进行往返旅行，那么光可以在板中被完美地引导，即形成BIC。开发了一种计算复杂度低、收敛速度快的BIC求解器，该求解器还可以在多辐射通道存在的衍射极限之外的高频下有效工作。给出了两个多通道BIC的例子，并揭示了它们在动量空间中的拓扑性质。这两种情况都可以归因于不同辐射通道的远场辐射的拓扑荷的重合。广义TIR的概念和基于TIR的BIC求解器的开发提供了高效的方法来探索BIC，这可能有许多潜在的应用在导波动光学和增强的光-物质相互作用。
2022-09-26 physics.optics
Topological Nature of Radiation Asymmetry in Bilayer Metagratings
提出赝偏振揭示双层超构光栅辐射不对称性的拓扑本质，阐明P对称破缺下涡旋与C点演化，并实现相位可定制的稳健相干完美吸收。
2024-01-22 physics.optics
Capturing Broadband Light in a Compact Bound State in the Continuum
在开放腔中捕获和存储任意时间长度的光是纳米光子学的主要目标，其潜在应用范围从能量收集到光学信息处理。然而，不幸的是，由于辐射损耗，即使在材料吸收消失的极限下，传统开放式谐振器的谐振寿命仍然有限。在这种情况下，束缚态的连续（BiCs）提供了一种独特的方式来实现无限的共振寿命，尽管存在兼容的辐射通道。然而，诸如互易性、线性度和延迟带宽限制等物理约束阻止了从外部激发这种理想束缚态并使它们与宽带源相互作用的可能性。在这里，我们克服了这些限制，并从理论上证明，亚波长开放式谐振器进行适当的时间调制可以有效地捕获宽带入射波到结构的非辐射本征模，导致第一个例子的BiC是访问宽带光。我们的研究结果揭示了连续体中束缚态的动态能力，并扩展了它们的范围和对不同应用的潜在影响。
2020-06-05 physics.optics
Observation of Unidirectional Bound States in the Continuum Enabled by Topological Defects
单向辐射对于各种光电应用是重要的。存在许多单向发射器，但它们都依赖于使用禁止传出波的材料或结构，即镜子。在这里，我们从理论上提出并实验证明了一类在光子晶体平板中的共振，它只向一侧辐射，另一侧没有放置镜子-我们称之为"连续介质中的单向束缚态”。当极化场中的一对半整数拓扑电荷在动量空间中相互碰撞时，就会出现这种共振。我们的实验表明，这样的共振在电信制度，在那里我们实现单侧品质因数高达1.6e5，相当于辐射不对称比为27.7分贝。我们的工作是应用拓扑原理改进光电子器件的一个生动的例子。我们的工作可能的应用包括光栅耦合器，photoniccrystal面发射激光器，以及用于光探测和测距的天线。
2019-06-24 physics.optics
Janus Bound States in the Continuum with Asymmetric Topological Charges
本研究提出Janus连续域束缚态（BICs）新型拓扑缺陷，通过调控光子晶体平板的对称微扰实现上下辐射通道不对称拓扑电荷，其手性构型具强本征手性与无限Q因子，为光场调控及片上手性器件研发提供新方向。
2025-01-12 physics.optics
A proposal for measuring photon temporal coherence in continuum radiation
本文提出了一种与观测谱线方法互补的连续辐射观测方法。由于在量子力学中，辐射是纯态的混合，因此应该可以测量作为能量函数的状态的时间相干性。我们在这里提出了这种可能性的实验，显示它所基于的经验基础。测量时间相干性的一个简单方法是测量杨氏双缝实验中产生的干涉图样的范围。因此，我们建议使用这样一个实验，但与能量测量光子探测器的屏幕，足够小，足够灵敏，以描绘根据光子能量的干涉图案。然后，如果发现吸收的光子具有感兴趣的能量，则仅记录检测。通过这种方式，我们允许了干扰，即，实验的波方面，正常进行，通过积累那些记录的检测来恢复干涉图案。我们还解释了为什么这种形式的过滤实际上并不违反传统的智慧，即当使用具有入射连续辐射的光学滤波器来分离出特定能量的光子时，仅测量滤波器通带的时间相干性。然后，它自然地引入了检测滤波器的概念，将其与光学滤波器区分开来。
2015-10-06 astro-ph.IM physics.optics physics.plasm-ph
Engineering Nanophotonic Modes via the Radiation Continuum
Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux, LPEM, UMR 8213, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（材料物理与表征实验室）；DOTA, ONERA, Université Paris-Saclay（ONERA巴黎萨克雷大学）；Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies, CNRS – Université Paris-Sud-Paris-Saclay（纳米科学和纳米技术研究中心）
研究通过辐射损耗介导耦合组合纳米光子模式的通用机制，在双金属贴片天线阵列中观察到类BIC现象及高品质因子亚辐射模式，该机制可组合不同谐振结构，为纳米光子器件带来新机遇。
2026-07-16 physics.app-ph physics.optics
Hyperparametric oscillation via bound states in the continuum
基于三阶非线性效应的光学超参量振荡是产生相干电磁辐射和光的量子态的重要机制之一。色散工程高$Q$微谐振器的进步允许产生远离泵浦的信号波，并将振荡功率阈值降低到亚毫瓦级。然而，泵浦-信号转换效率和绝对信号功率较低，基本上受到寄生模式竞争和可获得的腔本征$Q$与耦合$Q$之比的限制，即，$Q_{\rm i}/Q_{\rm c}$。在这里，我们使用Friedrich-Wintgen束缚态的连续（BIC），以克服在集成微谐振器波导系统的物理挑战。结果，在BIC中产生了具有前所未有的转换效率和绝对信号功率的片上相干超参数振荡。这项工作不仅开辟了在克尔非线性介质中产生高功率、高效连续波电磁辐射的途径，而且加深了对现代光子学基本单元--微谐振器-波导系统的理解。
2023-02-23 physics.optics
Flexible terahertz metasurface absorbers empowered by bound states in the continuum
本文利用连续域束缚态（BICs）设计柔性太赫兹超表面吸收器，通过时间耦合模理论、多极与拓扑分析揭示BIC辐射特性，实现吸收系数、带宽和视场的可定制及多频带吸收。
2024-05-06 physics.optics
Resonantly Trapped Bound State in the Continuum Laser
腔在从量子力学到电磁学的波动现象中起着基本的作用，并决定了激光的时空物理。一般来说，它们是通过关闭所有波浪可以逃逸的“门”来建造的。我们报告，在室温下，在连续激光器的束缚态，利用光模式驻留在辐射连续，但仍然可能拥有任意高的品质因数。这些违反直觉的空腔是基于共振捕获的破坏性干扰的兼容模式。我们的实验演示打开了令人兴奋的途径与有趣的拓扑特性的相干光源的光学捕获，生物成像和量子通信。
2015-08-21 physics.optics
Dark modes governed by translational-symmetry-protected bound states in the continuum in symmetric dimer lattices
创造非辐射暗模是在介质开放腔中实现高Q谐振的关键。连续介质中光子束缚态（BIC）的概念提供了一种通过对称性工程抑制辐射损耗的有效方法。结构反射对称性（RS）已被广泛用于在非对称元表面中构造BIC。本文证明了一维对称二聚体晶格中的对称对称性（TS）保护的BIC辐射通道可以通过二聚体间距微扰来解锁。半解析耦合模分析表明，TS-BIC的总辐射抑制是由于晶格参数中的第一傅立叶谐波分量的消除。TS-BIC机制也可以应用于二维对称二聚体晶格中，并且由TS保护的BIC对RS破坏具有鲁棒性，反之亦然，提供了一种有前途的方法来独立地控制两个相互作用的BIC共振的品质因数。我们的研究结果表明，一个新的自由度的工程BIC以及他们的相互作用在二聚体晶格定制不同的对称性，并可以提供新的见解，实现实际应用需要高Q共振。
2022-10-31 physics.optics
Bound states in the continuum accompanied by avoided crossings in leaky-mode photonic lattices
当两个非正交共振耦合到同一个辐射通道时，避免了交叉，在参数空间中出现了连续束缚态（BIC）。本文给出了一维平板漏模光子晶格中耦合导模共振所引起的避免交叉和BIC特性的数值和解析结果。在具有上下镜像对称性的对称光子晶格中，由于具有相同横宇称的两个导模之间的耦合，具有无限寿命的Friedrich-Wintgen BIC伴随有避免的交叉。在上-下镜像对称性被破坏的非对称光子晶格中，由于不同模式的辐射波不能完全消除，因此出现了具有有限寿命的准BIC，但没有交叉。我们还表明，单向BIC伴随着避免交叉，由于导模共振与不同的横向宇称在非对称光子晶格。单向BIC的Q因子是有限的，但其在向上或向下方向上的辐射功率显著小于在相反方向上的辐射功率。我们的研究结果可能有助于工程BIC和避免交叉在不同的光子系统，支持泄漏模式。
2020-07-01 physics.optics
Recovery of tunable bound states in the continuum
School of Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong (Shenzhen)（香港中文大学（深圳）理工学院）
本文通过双不对称策略恢复光子晶体板中受基板影响的可调束缚态，恢复其极化涡流和Q值特性，揭示了模式依赖的补偿规律。
2026-05-08 physics.optics
Dirac Points Embedded in the Continuum
本文理论提出嵌入连续谱中的 Dirac 点（DEC）：利用两个 BIC 的同时能带交叉，在开放非 Hermitian 辐射系统中避免 EP 与 Fermi 弧，保留真正的 Dirac 拓扑性质。
2022-12-12 cond-mat.other physics.optics
Controlling light absorption of graphene at critical coupling through magnetic dipole quasi-bound states in the continuum resonance
利用光子结构中的高$Q$共振态增强二维材料中的光-物质相互作用促进了光学和光子器件的发展。在此，我们试图在辐射工程和连续介质束缚态（BIC）之间搭建一座桥梁，并提出一种通过准BIC共振控制临界耦合光吸收的一般方法。在由石墨烯与硅纳米盘超颖表面耦合组成的单模双端口系统中，当磁偶极共振辐射率等于石墨烯的耗散损耗率时，可以获得0.5的最大吸收。此外，通过同时改变超颖表面的非对称性参数、费米能级和石墨烯层数，可以在0.9 ~ 94 nm范围内对吸收带宽进行两个数量级以上的调节。这项工作揭示了BIC在辐射工程中的重要作用，并为控制下一代光学和光子器件的二维材料的光吸收提供了有前途的策略，例如，光发射器、检测器、调制器和传感器。
2020-10-14 physics.app-ph physics.optics
Degenerate high-order hybrid bound states in the continuum beyond diffraction limit
University College London（伦敦大学学院）
该研究在具有C₆ᵥ对称性的周期光子结构中，于衍射极限之上，通过结合对称性保护、二次带简并与参数调谐，实现了具有高阶拓扑电荷的简并混合连续谱束缚态（BICs），揭示了其新机制并为相关领域开辟了机遇。
2026-08-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Synthesizing quasi-bound states in the continuum in epsilon-near-zero layered materials
束缚态在连续（BIC）是高度受限的，非辐射模式，可以存在于开放的结构，尽管他们的潜在的兼容性和耦合与辐射光谱，并可能引起共振与任意大的寿命。在这里，我们研究这种现象的分层材料具有ε-近零成分。具体来说，我们概述了一个系统的程序来合成准BIC共振在给定的频率，入射角和偏振，并调查的作用，某些关键参数建立的品质因数的共振。此外，我们还提供了一个有见地的唯象解释方面最近引入的概念“光子掺杂”，并研究了不可避免的材料损耗和色散的影响。我们的研究结果表明，有可能合成尖锐的共振，横向磁场和电极化的强度，这是潜在的利益，为各种纳米光子学的情况下，包括光捕获，光学传感和热辐射。
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Engineering light absorption at critical coupling via bound states in the continuum
纳米光子学的最新进展是由在二维（2D）材料中使用等离子体和介电结构中的高质量共振来设计光-物质相互作用的愿望驱动的。在这里，我们展示了在临界耦合的辐射控制和基于超颖表面的束缚态在连续（BIC）物理之间的联系，并开发了一个通用的理论，工程耦合共振超颖表面的二维材料的光吸收。在混合石墨烯-电介质超颖表面的一个典型例子中，我们提出了通过同时调节由BIC和石墨烯表面电导率支配的硅谐振器的不对称参数，同时吸收效率保持最大值，从而将吸收带宽操纵超过一个数量级。这项工作揭示了BIC在临界耦合辐射控制中的一般作用，并为高效光电子器件应用的2D材料的工程光吸收提供了有前途的策略，例如，光发射、检测和调制。
2020-06-30 physics.app-ph physics.optics
Coexistence of polariton bound states in the continuum and 2D radiative excitons
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Università di Pavia（帕维亚大学）
本研究提出纳入激子辐射损耗的非厄米Hopfield形式论，证实存在k=0极化子BICs，为辐射激子与极化子BICs提供统一微观框架，可用于设计耦合二维激子材料的光子晶体平台。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Unveiling Symmetry Protection of Bound States in the Continuum with Terahertz Near-field Imaging
连续介质中的束缚态（BIC）代表了光子学中的一种新范式，因为它完全抑制了辐射损失。然而，这种压制也妨碍了对他们的直接观察。通过使用双太赫兹（THz）近场技术，允许局部激发和检测THz振幅，我们能够首次在扩展区域上绘制BIC的电磁场，揭示抑制远场辐射的场对称保护。这项调查，做二聚体棒谐振器的超表面，揭示了在平面内的扩展和形成的BIC反对称相位，与耦合偶极计算。通过移动棒，我们证明镜像对称不是BIC形成的必要条件。仅需要$π$ -旋转对称性，使得BIC对结构变化异常鲁棒。这项工作使得BIC的局部场可以在实验上获得，这对于具有无限寿命的腔的工程至关重要。
2021-05-25 physics.ins-det physics.optics
Parametric excitation of multiple resonant radiations from localized wavepackets
基本的物理现象，如激光诱导电离，驱动量子隧穿，法拉第波，Bogoliubov准粒子激发，以及新的物质状态的控制依赖于系统的时间周期驱动。这种驱动的一个显著特性是，它可以诱导局域（束缚）态共振耦合到连续谱。因此，允许启发和控制这种耦合的机制的实验是至关重要的。我们在一个特殊的纤维光学系统中实现了这样的实验，其特征在于色散沿传播坐标振荡，这模仿了“时间”。与这种周期性扰动相关联的准动量负责将来自由光纤非线性维持的局部化波包的能量在多个谐振频率下有效地耦合到自由运行的线性色散波（连续体）中。值得注意的是，所观察到的共振可以通过一个统一的方法来解释，而不管局域态是一个类似孤子的脉冲或冲击波阵面。
2015-02-08 nlin.PS physics.optics
Theory of Supercritical Coupling And Generalized Bound States in the Continuum
Institute of Applied Sciences and Intelligent Systems, National Research Council（应用科学与智能系统研究所，国家研究委员会）
本文提出超临界耦合理论，揭示了广义束缚态在光子系统中通过非厄密特性实现高Q值增强和损耗工程的机制。
2026-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental observation of symmetry protected bound state in the continuum in a chain of dielectric disks
连续介质中束缚态的存在是1929年由J·冯·诺依曼和E·爱因斯坦在量子力学中首次预言的一种普遍的波动现象。维格纳今天，它正在积极探索光子学，无线电物理学，声学和流体力学。本文报道了在一维电介质粒子阵列中首次观测到的辐射连续谱中的电磁束缚态。通过测量陶瓷盘链在GHz频率下的透射谱，我们证明了随着盘链数目的增加，布里渊区中心附近的谐振态如何转变为受保护的BIC。我们估计了一些磁盘时的辐射损失变得可以忽略不计的材料吸收相比，因此，链可以被认为是实际上是无限的。所提出的分析是补充测量的对称保护BIC的近场。所有的测量结果都与基于紧束缚近似的数值模拟和解析模型的结果相一致。所获得的结果提供了有用的指导方针，实际实施的结构与束缚态的连续，开辟了新的视野，光学和射频元器件的发展。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
