《光电进展》新发布的文章; DOI 10.29026/oes.2024.230053，探讨了双曲声子极化子的禁止传播及其在近场能量传输中的应用。
在纳米尺度上操控光子以开发集成化和小型化的光电子器件及光子芯片，一直是纳米光子学领域的主要目标。近年来，二维层状范德华(vdW)材料因其支持声子极化子而受到广泛关注，这些声子极化子具有超长寿命、超低损耗和强约束能力，展现出在亚波长成像、异常折射、超透镜和热管理等领域的巨大应用潜力。一个充满活力的研究领域正在通过极化形式突破传统光学的衍射极限，并操控光与物质之间的相互作用。
可调谐声子极化是增强光子器件性能的基础。目前可用的声子极化子调谐策略大多局限于在vdW材料上构建纳米结构，如亚波长周期阵列结构（光栅等），或通过扭曲多层结构产生光子幻角，以及基于石墨烯的vdW异质结的电磁可调谐结构，这些纳米结构往往增加了损耗，而扭曲则限制了单层材料的应用。因此，探索更多调制方法对控制声子极化子的激发和传播具有重要意义。此外，研究声子极化耦合对近场热能传输的影响也具有重要的实用价值。
本文提出了一种通过衬底驱动声子极化子在vdW材料（三氧化钼，α-MoO3）中传播的策略，使双曲声子极化子的传播方向发生90°的重定向，从而实现禁止传播。同时，描述了基材相关声子极化子耦合在近场热辐射中的作用，并研究了空气间距宽度与α-MoO3板厚之间的相关性对辐射传热的影响。
基于色散方程的推导，团队成员从理论上给出了双曲声子极化子的传播方向与衬底介电函数之间的关系，表明当没有衬底或衬底介电函数实部为正值时，沿x轴（图1(a, e)）和y轴的双曲声子极化子是禁止传播的。相反，当衬底介电函数实部为负且绝对值不能过大时，如在SiC中，传播方向改变90°，即可沿禁止方向传播（图1(b, f)）。对于金属衬底，如Au，基模可以被l=0激发（图1(d, h)），与最低模式为l=1的悬浮结构（图1(c, g)）相比。
将与衬底相关的极性应用于辐射传热（图2(a)），以研究SiC和Au衬底对两个α-MoO3板之间NFRHT的影响，并将其与无衬底的情况进行比较。结果表明，SiC衬底对α-MoO3的增强或抑制作用取决于α-MoO3衬底厚度的相对幅值和空气间距的宽度。如图2(b)所示，当真空宽度变化时，根据SiC的作用，从左到右可将整个区域划分为近失活区、抑制区和增强区。也就是说，在一定厚度下，间距宽度越小，效果越差。这是因为当空间距离小于板的厚度时，板的激发态极化相互耦合的波向量区域与无限块体的波向量区域相差不大，导致板在这个时间点可以等效地视为块体材料，因此基材不具有有效的能量传递（图3）。
关键词：飞秒激光 / GHz突发模式 / 烧蚀 / LIPAA / 激光诱导等离子体辅助烧蚀 / 蓝宝石
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