近日，医学信息与工程学院物理与电子技术教研室团队的徐杰博士（最后一位通讯作者）、罗亚梅博士（共同通讯）在近零折射率（Index-near-zero，INZ）电磁模式的理论及应用领域取得了突破性进展。

图1. 通过调控外磁场大小和位置可实现对出射相位、出射模式等效折射率等的调控

在文章中，徐杰等人成功在微波频段利用简单的直波导结构：1）发现并证明了三种INZ模式的存在；2）提出利用外磁场精确调控出射电磁波的有效折射率（如图1所示）。文章首次报道了线性可预测的INZ模式，即INZ模式的频率与外磁场存在线性关系，这意味着理论上可以通过调节外磁场大小灵活地调控出INZ模式。这种可调控且可预测的INZ模式在光通信领域具有重要的应用前景。另外，该文章也展示了利用INZ模式可以进行相位调控器的设计，得益于出射电磁波模式的空间相位不变性，通过调控外磁场的范围即可灵活调控不同的出射相位（如图2所示）。

图2.（a）理论上单向INZ模式在U型结构中也可保持单向传输，不受背向散射的影响；（b）利用单向INZ模式实现均匀可调的出射相位，并用以实现相位调控器

该研究成果已于4月3日被国际知名学术期刊《Applied Physics Letters》正式接收，题为“Precisely tunable and predictable index-near-zero modes across continuous and broad bands”。《Applied Physics Letters》是美国物理联合会（AIP）旗下一本致力于发表高质量物理科学论文的期刊，属于中科院2区TOP期刊，其主要关注领域包括光子学和光电子学、表面和界面物理、磁学和自旋电子学、低维和拓扑材料等。

文章DOI：https://doi.org/10.1063/5.0209239