辽宁
科技日报讯（记者陈曦通讯员梁绍楠）记者10月22日从天津大学获悉，该校副教授吴亮、中国科学院院士姚建铨团队联合中国科学院空天信息创新研究院、南方科技大学，在《国家科学评论》发文，提出S4点群对称的双层太赫兹超表面，实现抗制造误差的准连续域束缚态。这解决了传统器件对结构扰动高度敏感的问题，为高性能太赫兹光子器件规模化制造提供了新范式。
太赫兹波介于微波与光之间，在成像、传感、通信等领域应用前景广阔。要操控这种波，离不开一类微纳器件——超表面。超表面是一种人工设计的超薄结构，能像开关一样调控电磁波。然而，此类器件对制造误差高度敏感，微小偏差即可导致功能失效，因而难以实现批量生产。
连续域束缚态，是一种损耗极低、共振极强的电磁模式。其中，对称保护型可以通过打破对称来调节性能，是超表面研究的热点。但是，主流的单层、面内对称方案对微小缺陷非常敏感，加工门槛高，更高阶的对称机制也研究不足。如何兼顾高性能与加工容错，成为待解难题。
针对这一难题，团队将两层完全相同的单层超表面上下叠合，并将其中一层沿竖直方向旋转90°，打破反演对称，构建出S4点群对称的双层结构。上层两个椭圆柱平行时满足S4对称，形成两个不易与外界耦合的模式“暗模”；打破对称后，暗模就转化为可用的准束缚态。
实验显示，这种结构即便加工错位仍能稳定共振：错位不超过42微米时，共振频率偏移小于0.01太赫兹，衡量共振强弱和损耗的指标品质因子稳定在100以上，避免了传统结构性能断崖式下跌。团队制备了零偏移、左移15微米、右移20微米三种样品并进行实测。结果显示，光谱依旧清晰，与仿真吻合。
此项研究有望推动太赫兹技术走向实用。医疗上，它可灵敏检测癌细胞和微量分子，并降低批量生产成本。通信上，太赫兹被视为6G的重要频段，这种抗误差设计有助于制造大面积可重构智能表面。在成像与安检上，该方法单次脉冲即可完成太赫兹成像，可用于半导体缺陷检测、违禁品无损检查和药品质量控制。（陈曦）
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