日前，哈工程物理与光电学院史金辉教授团队联合中国科学院上海技术物理研究所、新加坡国立大学、暨南大学、贵州民族大学、华东师范大学，在手性光学领域取得重要突破。团队提出新型超表面结构，实现了强鲁棒的超高光学品质因子的手性光学响应。这一成果为高性能手性光子器件、超高灵敏度手性传感器、非线性光学器件的实际应用提供了新思路。

相关成果以“基于零拓扑荷合并连续域束缚态实现的高鲁棒手性响应（Robust chirality via merging accidental BICs with net zero topological charge）”为题，发表于光学领域顶级期刊《eLight》。物理学院2021级博士生胡辉为论文第一作者，史金辉教授、仇成伟教授、李冠海研究员、邓子岚教授和黄陆军教授为通讯作者，哈尔滨工程大学为论文第一完成单位。

手性指物体与其镜像无法重合的结构特性，就像我们的左手和右手，它们互为镜像，却无法完全重合。手性物质在自然界普遍存在，如DNA、蛋白质、有机分子、贝壳、星系等。研究光与这些手性物质如何相互作用（即手性光学），对于药物研发、疾病诊断乃至探索生命起源都有着重要意义。“圆二向色性”常用来衡量这种相互作用的强弱，它反映了手性物质对左旋和右旋圆偏振光的响应差异。为了增强手性光学响应，科学家们将目光投向了光学的新领域——连续域束缚态（BIC，bound states in the continuum），一种非常奇特的光学状态。这种光学状态就如同一个完美的“光学笼子”，能把光能量牢牢地“囚禁”在微纳结构内部，从而极大地增强光与物质的相互作用。利用连续域束缚态可以获得强的圆二向色性和超高的光学品质因子（衡量光被束缚程度的指标）。然而，以往的方案面临着难以克服的瓶颈，手性光学响应鲁棒性差，对入射光的角度和结构参数极其敏感，角度或者结构的微小变化都会导致其性能急剧下降，严重限制了手性光子器件的实际应用。

基于净零拓扑电荷合并BIC的宽动量域手性超表面

针对这一难题，研究团队提出了“净零拓扑电荷合并BIC”机制。从一个具有高度对称性的单层硅超表面出发，通过精细的拓扑电荷调控，巧妙地将原本局限在特定入射角度的手性响应，拓展到一片宽阔且稳定的角度空间，在入射光±5°范围内形成了一个“手性安全区”。实验证实，在该区域范围内超表面能同时具备超高光学品质因子（10⁴量级）与接近100%的圆二向色性。该成果所展现的优异光学性能，有望为高灵敏度物质探测、片上光子调控、光信息处理等前沿方向提供重要支撑。

《eLight》聚焦光学、光子学与电磁学等前沿及交叉方向，由Springer Nature与Light Publishing Group联合出版，入选中国科技期刊卓越行动计划，为物理与天体物理学期刊和光学领域的双一区TOP期刊，2025年SCI影响因子32.1，仅次于《Nature Photonics》（影响因子32.9），居光学领域全球第二。

论文链接：Hu, H., Zhou, C., Zhang, Y. et al. Robust chirality via merging accidental BICs with net zero topological charge. eLight 6, 12 (2026). https://doi.org/10.1186/s43593-026-00126-z