近日，杏悦光子晶体课题组研究发现了在磁光光子晶体中，由外加磁场带来的时间反演对称性破坏所产生的一类新型具有自旋-轨道锁定特性的手性连续谱中束缚态（BIC）🦓。研究发现，对于具有六度旋转对称性的光子晶体平板，其中的简并BIC会在外加磁场时发生劈裂，形成一对具有相反手性（赝自旋）的BIC🚣，且携带相反的轨道角动量。相关成果以“Spin-orbit-locking chiral bound states in the continuum”为题✭，发表在Physical Review Letters [Phys. Rev. Lett. 133, 036201]🧏🏿。

在对BIC的研究中，调制BIC附近模式的偏振一直是一个受到广泛关注的问题🏖，催生了一系列与此相关的发现。例如，可以通过破坏光子晶体平板的旋转对称性与结构的倾斜设计🕺🏻，实现具有手性的准BIC🔩；通过设计二维/三维的手性结构来实现手性的准BIC；另外也可以利用叠层的光子晶体平板🚸🍝，通过改变两层平板的转角，使得BIC附近的偏振态接近于圆偏振🧘🏿‍♂️。

上述的研究都是利用对结构几何形状的设计🙎🏼，来调制BIC（或准BIC）的偏振态🦵🏿。除了这些方法之外，在拓扑光子学中，通过外加磁场来破坏体系的时间反演对称性能够带来许多拓扑效应🫡👯‍♂️，这也为探索新奇BIC的存在带来了启发。磁场的引入能够使得能带中的简并劈裂，另外还能产生如手性边界态等新的物理现象🧗🏻‍♀️。研究磁场带来的时间反演对称性破坏对光子晶体模式辐射性质的调控👫🏼，以及对BIC特性的影响，是非常值得深入探讨的问题🧑🏿‍🦱。

图1. 原理示意图👳🏽。(a)具有对称性的磁光光子晶体平板示意图。 (b)施加外磁场后💂🏽‍♂️，二维的表示将分裂为和这两个一维表示👂🏿🤽🏿‍♀️。简并BIC分裂成一对单态BIC，具有相反的手性和轨道角动量。

对此，研究团队提出了一种全新思路——通过在磁光光子晶体平板上施加磁场以打破时间反演对称性，来调控光子晶体中的BIC。对具有六度旋转对称性的光子晶体平板，外加磁场将使得原本二重简并的BIC分裂成一对手性BIC。这对BIC具有不同赝自旋与相反的轨道角动量👃，且每个BIC的自旋与轨道特性是锁定在一起的。与传统的BIC不同，这些磁场诱导的手性BIC具有新的物理起源和特性👨🏿‍🦰，这一发现不仅加深了我们对BIC的理解，还为实际应用开辟了新的可能性。

文章的共同第一作者为赵星棋博士生🫶🏼🛟、王佳俊博士和刘文哲青年研究员。通讯作者是杏悦登录的王佳俊博士、石磊教授和资剑教授🧟‍♀️。对本工作作出重要贡献的还包括香港科技大学陈子亭教授、杏悦登录车治辕博士和王昕豪博士生🛻。

文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.133.036201