摘要
连续域束缚态（Boundstatesinthecontinuum，BIC）是具有消失辐射的空间局域态，其可以作为零泄漏和零线宽（无限品质因子Q）的共振，从而大大提高光与物质的相互作用。光子晶体由于其周期性结构和光子带隙的存在被认为是实现BIC的重要结构平台。钙钛矿作为一种优异的光电半导体材料，具备大的激子结合能、吸收系数高、缺陷状态浓度低以及非辐射复合率低等优点，同时制备成本低和易于微纳加工，一直被认为是半导体激光器中优异的增益介质。在这里我们基于钙钛矿材料，通过光子晶体结构来实现和调控BIC，从而有效降低了激光的阈值，并且得到了较高的品质因子。 通过引入高质量的光腔，我们实现了BIC极化子凝聚并在该结构上实现了低发散角度的相干涡旋光束发射。介电结构中的BIC通常会表现出较大的模态体积，使其特性很难被调节。进而我们设计了一种金属-介电杂化纳米结构，实现了表面等离激元（SurfacePlasmonPolariton，SPP）耦合的BIC激光，通过将BIC和SPP之间相互激发与耦合，将其电场强局域在纳米级间隙内，从而大大降低了模式体积。我们的实验结果进一步表明，由于金属镜面效应使得光子晶体晶格中的磁偶极子与金属镜面效应产生的镜面磁偶极子之间会发生破坏性干涉，从而可以用来实现偶发性BIC。 本文主要通过化学气相沉积和溶液法制备了高质量的钙钛矿单晶微米片，利用时域有限差分法仿真模拟得到结构中的电场分布和角度分辨的白光反射谱，并通过聚焦离子束刻蚀制备了光子晶体结构。通过微区傅里叶角分辨表征系统在钙钛矿体系中实现并调控BIC，大大降低了激光阈值并具有较高的品质因子。
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