红外探测、气体识别、生物化学传感、热成像校准等应用中,光源与辐射器件长期需要同时满足“可调、窄带、低功耗、易集成”等要求。传统热辐射源多依赖材料自身发射并配合外置滤光,谱宽偏大、调谐手段受限,器件体积与能耗也难继续降低;微纳结构的超构材料与超构表面在电磁调控上表现突出,但要在工程条件下实现稳定、快速且大范围的动态可调,仍存在难点。研究团队此次提出的方案以“可重构超构表面+微机电系统(MEMS)执行器+片上加热”为核心:将超构表面与金属反射器构成空气间隔型法布里-珀罗腔,通过耦合共振引入相消干涉,使特定波长处产生强吸收并转化为窄带热发射。其关键调谐方式是连续改变空气间隔厚度:间隔变化会同步调节腔体共振条件与超构表面响应,从而推动发射峰在较宽的红外范围内移动。团队结合参数设计与仿真分析,深入说明反射振幅、相位等因素对可调吸收响应的影响,为器件的可预测设计提供了更清晰的物理依据。
从实验室探索到产业应用,这项进展不仅说明了我国在微纳光电子方向的创新能力,也展示了交叉学科协同带来的可能性。当基础研究的突破与工程转化的关键环节相互衔接,我们有望看到更多“小而精”的核心器件加速落地,并在未来光电产业竞争中发挥更大作用。