近日，星空在线登录,星空（中国）韩张华教授课题组提出一种非局域超表面的高效热光开关和调制器，相关成果以“Efficient Thermo-Optic Switching and Modulating in Nonlocal Metasurfaces”为题发表在自然指数期刊《Nano Letters》上。山东师范大学为第一署名单位，博士研究生姜辉为论文第一作者，韩张华教授为论文通讯作者，合作者还包括蔡阳健教授和博士研究生Esha Maqbool。

传统热光调制器往往受限于光与物质相互作用的不足，导致光开关与调制效率低下。然而，非局域超表面的出现，以其独特的设计原理和显著增强的光与物质相互作用，为这一难题提供了创新性的解决方案。非局域超表面的光响应源自大量相邻元胞的集体响应，从而实现了更广泛、更高效的光与物质相互作用，这意味着开关所需的能量输入大幅降低，有利于实现低能耗的光学系统。

该论文深入探索了非局域超表面在热光开关领域的应用潜力。基于高品质因子的硅寄非局域超表面，实验上使用532nm连续波泵浦激光以低于4.0 W/cm² 的弱光强照射时，1550nm附近的准导模共振产生了明显的光谱偏移，调制深度超过55%，这一性能远超传统热光开关。其物理机制归因于硅吸收泵浦激光能量后产生的光热加热导致的热光响应，该团队还通过电加热方法进一步验证了这一机制。

这一研究成果展示了非局域超表面在光调控方面的巨大潜力。通过优化结构，该团队相信可以进一步提升调制深度，并探索在可重构图像处理领域的应用。

本项研究受国家自然科学基金面上项目资助（12274269）。