2025年10月9日，国际权威光学期刊《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）以《Manipulating terahertz phonon-polariton in the ultrastrong coupling regime with bound states in the continuum》为题，在线发表了武汉光电国家研究中心陆培祥教授领导的“强场超快光学”创新研究群体在太赫兹强耦合与调控方面的最新研究成果。

太赫兹频段的声子极化激元是光与物质相互作用产生的一种新型准粒子，蕴含着丰富的物理信息，在太赫兹源、拓扑光控和传感器等领域具有重要应用前景。实现并调控其超强耦合是探索新奇物理现象和开发新型光电器件的关键。然而，传统的光学微腔（如法布里-珀罗腔和等离子体纳米腔）在局域场增强和模式体积方面存在固有局限，难以实现并有效调控太赫兹频段的超强耦合。

针对此挑战，课题组提出并实现了一种基于连续域中束缚态（BICs）的全新复合体系，利用金超表面中的BICs模式与钙钛矿（MAPbI₃）薄膜的声子进行耦合。如图1所示，通过精确设计超表面单元结构的不对称性，能够有效控制BICs模式的品质因子以匹配声子阻尼率；通过缩放单元尺寸，则可连续调节BICs的共振频率，使其与MAPbI₃薄膜在0.95 THz的声子共振频率对齐，从而观测到清晰的能级反交叉现象。尤为重要的是，通过减小超表面的周期来压缩模式体积，成功将复合体系的拉比劈裂从声子频率的28%连续调控至48.4%，达到了超强耦合领域。该耦合强度是目前太赫兹声子极化激元领域已报道的最高值之一。

与传统方法相比，基于金属BICs的超表面平台不仅耦合强度高、可调谐性好，还兼具易于集成和小型化的优势。此外，该工作创新性地引入了小波变换法对太赫兹时域信号进行分析，首次提取了声子极化激元的模式演化动态信息。分析结果表明，随着耦合强度的增加，MAPbI₃薄膜的声子辐射强度显著增强了10 dB，直观揭示了增强的耦合强度如何有效提升声子的辐射效率（如图2）。

这工作不仅为在太赫兹波段研究和操控光与物质强相互作用提供了一个全新的平台，所发展的方法还有望应用于探索多模式耦合等复杂物理现象。基于钙钛矿的半导体特性，该平台在未来太赫兹拓扑光子学、超快光调制器和光电探测器等领域具有广阔的应用前景。

物理学院博士生杨加兴为论文第一作者，博士生张力羽为共同第一作者，王凯教授，陆培祥教授和光电学院凌福日副教授为论文的通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金创新研究群体以及面上项目和湖北省自然科学基金等的资助。