雙諧振環(huán)金屬超表面中的連續(xù)域束縛態(tài)*

王玥 王豪杰 崔子健 張達(dá)篪

(西安理工大學(xué),陜西省超快光電技術(shù)與太赫茲科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710048)

超表面由于具備獨(dú)特的電磁響應(yīng)特性,在微波、太赫茲以及光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛.在電磁超表面中構(gòu)建連續(xù)域束縛態(tài)(bound states in the continuum,BIC)模式諧振可以產(chǎn)生尖銳的諧振透射峰,因此BIC 被廣泛用于設(shè)計(jì)具有高品質(zhì)因子諧振的超表面.本文實(shí)驗(yàn)研究了一種支持準(zhǔn) BIC (quasi-BIC,q-BIC)諧振的新型金屬太赫茲超表面,通過(guò)設(shè)計(jì)兩組金屬開(kāi)口諧振環(huán)(split ring resonators,SRRs)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)各自主導(dǎo)的諧振的工作頻率,使不同模式諧振之間產(chǎn)生耦合,形成q-BIC 模式諧振.并利用電磁場(chǎng)分布及其散射功率的多極分解的計(jì)算結(jié)果證明了不同模式的共振機(jī)制.在入射電磁波分別沿x,y 偏振時(shí),通過(guò)Jaynes-Cummings 模型計(jì)算了兩模式之間的歸一化耦合強(qiáng)度比,分別為0.54% (x 偏振)與4.42% (y 偏振),解釋了不同諧振模式的工作頻率隨SRRs 器件結(jié)構(gòu)參數(shù)改變而變化的規(guī)律.

1 引言

連續(xù)域束縛態(tài)(bound states in the continuum,BIC)是一類頻率位于輻射連續(xù)域內(nèi)但被完全局域的特殊電磁本征態(tài),具有諸多有趣的物理特性和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景[1],最初由馮諾依曼(John von Neumann)和尤金維格納(Eugene Paul Wigner)于1929 年在量子力學(xué)領(lǐng)域[2]中提出,后來(lái)同樣發(fā)現(xiàn)于電磁波[3-5]、空氣中的聲波[6-8]、水波[9-11]和固體中的彈性波中.理想的BIC 模式諧振存在于無(wú)損結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)參數(shù)取極值時(shí),在頻譜上表現(xiàn)為零帶寬諧振[12]、具有無(wú)限高的質(zhì)量因子(quality,Q).而由于加工精度和損耗問(wèn)題,在實(shí)際測(cè)試中通常只能觀測(cè)到Q-因子有限的準(zhǔn)BIC (quasi-BIC,q-BIC)模式諧振,因此需要打破諧振器結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性或調(diào)節(jié)諧振器結(jié)構(gòu)參數(shù)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閝-BIC 模式諧振才能用于實(shí)際應(yīng)用.

BIC 通?？梢苑譃閷?duì)稱保護(hù)型BIC (symmetry protected BIC,SP-BIC)[1]和偶然型BIC (accidental BIC)[13],前者是由于諧振模式與輻射模式之間因模式對(duì)稱性的差異而無(wú)法耦合,從而形成束縛態(tài);而后者是通過(guò)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)使得諧振模式不再與輻射模式耦合.根據(jù)偶然型BIC 的相關(guān)理論[13],調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)的某些參數(shù)可使某兩種不同的輻射模式之間發(fā)生相互耦合作用,從而形成q-BIC 模式諧振,諧振耦合強(qiáng)度的變化導(dǎo)致q-BIC模式諧振的工作頻率在頻譜中的位置產(chǎn)生偏移.通過(guò)改變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以有效地控制q-BIC 模式諧振的帶寬、工作頻率和Q-因子[13,14],這有助于高Q-因子器件的實(shí)際設(shè)計(jì).

超表面是一種由亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的人工結(jié)構(gòu)組成的二維平面材料,可實(shí)現(xiàn)對(duì)入射電磁波的振幅、相位、偏振等靈活的調(diào)控,具有強(qiáng)大的電磁操控能力[15-20].由于超表面所具備的獨(dú)特電磁響應(yīng)特性而被廣泛應(yīng)用于傳感器[21,22]、濾波器[23]、吸收器[24]和增強(qiáng)非線性效應(yīng)[25]等各個(gè)領(lǐng)域.q-BIC 由于其極窄的帶寬和高Q-因子,非常適用于設(shè)計(jì)高Q-因子的超表面[21-28].例如,在金屬開(kāi)口諧振環(huán)(split ring resonators,SRRs)、石墨烯、硅柱和光子晶體等超表面上構(gòu)建的q-BIC 模式諧振都獲得了極高的Q-因子,從而應(yīng)用于窄帶濾波[23]、高靈敏度傳感[29]、分子光譜編碼成像[15]和圖像邊緣檢測(cè)等領(lǐng)域[30].

本文采用周期排列的SRRs 結(jié)構(gòu)構(gòu)建了透射型金屬超表面,實(shí)驗(yàn)測(cè)試驗(yàn)證了在入射電磁波分別沿x,y偏振下,超表面的透射譜光譜特征;數(shù)值計(jì)算結(jié)果揭示了諧振的工作頻率、帶寬和Q-因子與超表面子單元結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系;不同模式諧振的電場(chǎng)分布與表面電流分布驗(yàn)證了多極分解的計(jì)算結(jié)果,闡明了q-BIC 模式諧振的物理機(jī)制;并通過(guò)Jaynes-Cummings (JC)模型計(jì)算了入射電磁波偏振方向不同情況下兩種不同模式之間相互耦合的歸一化耦合強(qiáng)度比;此外,還計(jì)算了超表面在用于傳感檢測(cè)領(lǐng)域時(shí),其透射譜與待測(cè)物介電常數(shù)和損耗角正切之間的關(guān)系,驗(yàn)證了該超表面在痕量檢測(cè)領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價(jià)值.

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖1(a)所示,超表面子單元由SRRs 層和石英襯底組成(石英的介電常數(shù)為3.6),SRRs 的幾何中心共點(diǎn)且并都在x,y方向上都保持旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性.其結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖1(b)所示,超表面子單元的周期為r=230 μm,石英襯底厚度為h2=50 μm;SRRs 層厚度 為200 nm.本文按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將SRRs 分為大諧振環(huán)和小諧振環(huán)(圖1(b)),大諧振環(huán)外邊長(zhǎng)a=198 μm、線寬m=10 μm、間隙x=10 μm,小諧振環(huán)外邊長(zhǎng)b=130 μm、線寬n=20 μm、間隙d=10 μm、間隔c=20 μm.為了研究所提出的超表面的電磁特性,本文采用基于有限元方法 (finite element method,FEM)的數(shù)值計(jì)算方法研究了該超表面的透射光譜,計(jì)算過(guò)程選取超表面SRRs 結(jié)構(gòu)的一個(gè)周期作為仿真域,仿真域的x,y方向上均采用周期邊界條件,入射平面是x-o-y平面,電磁波垂直入射到超表面結(jié)構(gòu)上.

圖1 (a) 金屬太赫茲超表面陣列單元幾何結(jié)構(gòu)示意圖;(b) 超表面子單元;(c) 超表面樣品光學(xué)照片;(d) 超表面顯微照片F(xiàn)ig.1.(a) Geometry diagram of metal THz metasurface array cells;(b) metasurface subunits;(c) metasurface sample photographs;(d) metasurface micrographs.

3 結(jié)果與討論

在電磁波正入射(即傳播方向垂直于x-o-y平面)的條件下,實(shí)驗(yàn)測(cè)試了超表面在入射電磁波沿x,y偏振時(shí)的透射譜光譜特性,如圖2(a)、圖3(a)中紅色叉點(diǎn)所示,其透射譜都出現(xiàn)兩個(gè)不同工作頻率的諧振透射谷(紅色和藍(lán)色標(biāo)注部分)和一個(gè)諧振透射峰(黃色標(biāo)注部分).為方便描述,將超表面透射譜中對(duì)應(yīng)的諧振分別命名為Mode 1 諧振和Mode 2 諧振(圖2(a))、Mode 3 諧振和Mode 4諧振(圖3(a)).通過(guò)數(shù)值計(jì)算,得到了超表面透射譜中諧振變化與其SRRs 結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系,并計(jì)算和分析了不同諧振處的電場(chǎng)分布與表面電流分布.

圖2 入射電磁波沿y 偏振 (a) q-BIC 模式諧振時(shí)的透射譜(d=10 μm),Mode 1 的電場(chǎng)分布(c)和表面電流分布(f);Mode 2的電場(chǎng)分布(d)和表面電流分布(g);(b) BIC 模式諧振時(shí)的透射譜(d=30 μm),BIC 的電場(chǎng)分布(e)和表面電流分布(h)Fig.2.y-polarized:(a) Transmission spectrum at q-BIC mode resonance (d=10 μm),electric field distribution in Mode 1 (c) and surface current distribution (f);the electric field distribution (d) and surface current distribution (g) of Mode 2;(b) transmission spectrum at BIC mode resonance (d=30 μm),electric field distribution (e) and surface current distribution (h) of BIC.

圖3 入射電磁波沿x 偏振 (a) q-BIC 模式諧振時(shí)的透射譜 (n=20 μm),Mode 3 處的電場(chǎng)分布(c)和表面電流分布(f),Mode 4處的電場(chǎng)分布(d)和表面電流分布(g);(b) BIC 模式諧振時(shí)的透射譜(n=14.6 μm);Mode BIC 處的電場(chǎng)分布(e)和表面電流分布(h)Fig.3.x-polarized:(a) Transmission spectrum at q-BIC mode resonance (n=20 μm),electric field distribution (c) and surface current distribution (f) at Mode 3,electric field distribution (d) and surface current distribution (g) at Mode 4;(b) transmission spectrum at BIC mode resonance (n=14.6 μm);electric field distribution (e) and surface current distribution (h) at Mode BIC.

當(dāng)入射電磁波沿y偏振時(shí),Mode 1 諧振的電場(chǎng)分布(圖2(c))主要集中在小諧振環(huán)的SRRs 間隙處,其表面電流(圖2(f))表現(xiàn)為集中在小諧振環(huán)的SRRs 臂上與大諧振環(huán)內(nèi)側(cè),由于超表面SRRs的對(duì)稱性設(shè)計(jì),其電場(chǎng)、表面電流均沿y軸方向?qū)ΨQ分布,且表面電流沿x軸的分量等大反向;而Mode 2 諧振的電場(chǎng)分布(圖2(d))則集中在大諧振環(huán)的SRRs 間隙,其表面電流(圖2(g))表現(xiàn)為集中在大諧振環(huán)的SRRs 臂上,且二者同樣沿y軸方向?qū)ΨQ分布.

不同諧振的電場(chǎng)分布的不同與超表面中不同SRRs 的結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān),大、小諧振環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸不同,因此會(huì)產(chǎn)生工作頻率不同、主導(dǎo)模式不同的諧振.當(dāng)參數(shù)d取30 μm 時(shí),透射譜中只存在一個(gè)透射諧振谷(圖2(b)),q-BIC 模式諧振透射峰消失,即形成BIC 模式,其電場(chǎng)分布和表面電流分布同時(shí)具備Mode 1 諧振與Mode 2 諧振的特征(圖2(e)和圖2(h)),說(shuō)明這一頻率處也同時(shí)存在兩種不同的諧振,但由于不同諧振之間的相互耦合,使得其中一種諧振的對(duì)外輻射完全耦合到另一模式中,在透射光譜中表現(xiàn)為透射峰線寬為零而消失.在入射電磁波沿x偏振情況下,超表面透射譜特征與入射電磁波沿y偏振入射情況相似(圖3(a));圖3(c),(f)與圖3(d),(g)分別為Mode 3 諧振與Mode 4 諧振的電場(chǎng)分布和表面電流分布情況,可見(jiàn)前者電場(chǎng)主要分布在大諧振環(huán)SRRs 的四個(gè)角和夾縫處、其電場(chǎng)與表面電流均沿x軸對(duì)稱分布,且表面電流沿y軸的分量等大反向,后者主要集中在小諧振環(huán)SRRs 上,其電場(chǎng)與表面電流均沿x軸對(duì)稱分布;當(dāng)參數(shù)n取14.6 μm 時(shí),超表面形成BIC模式(圖3(b)),對(duì)應(yīng)電場(chǎng)分布和表面電流分布也同時(shí)具備Mode 3 諧振與Mode 4 諧振的特征(圖3(e),(h)).

為了定量分析q-BIC 模式諧振的物理機(jī)制,計(jì)算了磁偶極(MD)、電四極(EQ)、磁四極(MQ)、電偶極子(ED)和環(huán)偶極子(TD)[31]等笛卡爾坐標(biāo)系中不同多極矩的散射功率(I).計(jì)算公式如下:

其中r是位置矢量;J是表面電流密度;ω 是入射電磁波頻率;c是真空中的光速,i 是單位虛數(shù);δα,β是δ 函數(shù),且α,β=x,y.多極分解所計(jì)算的不同多極矩的散射功率可以展現(xiàn)不同多極矩在這一諧振中的貢獻(xiàn)占比,也解釋了不同諧振工作頻率處近場(chǎng)分布情況的特點(diǎn).如圖4(a)所示,可見(jiàn)當(dāng)入射電磁波沿y偏振時(shí),其產(chǎn)生的Mode 1 諧振和Mode 2諧振的主要來(lái)源于MD;當(dāng)入射電磁波沿x偏振時(shí),其產(chǎn)生的Mode 3 諧振主要來(lái)源于TD,Mode 4諧振主要來(lái)源于EQ.

圖4 當(dāng)入射電磁波沿y (a),x (b)偏振時(shí)的多極分解結(jié)果.MQ,EQ,TD,MD 和ED 分別表示磁四極子、電四極子、環(huán)偶極子、磁偶極子和電偶極子Fig.4.Multipole decomposition results during irradiation of y-polarized (a) and x-polarized (b) waves:MQ,EQ,TD,MD and ED represent magnetic quadrupole,electric quadrupole,ring dipole,magnetic dipole,and electric dipole,respectively.

此外,計(jì)算了q-BIC 模式諧振透射峰的Q-因子(Q=λpeak/Δλ,Δλ=|λpeak-λdip|)隨著超表面子單元諧振層SRRs 結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化情況.當(dāng)入射電磁波沿y偏振,參數(shù)d由10 μm 增加到50 μm,超表面透射譜中Mode 1 諧振工作頻率從0.42 THz藍(lán)移至0.57 THz (圖5(a)中黑色虛線所示);當(dāng)d逐漸接近30 μm 時(shí),q-BIC 模式諧振透射峰的線寬減小至趨于零,Q-因子增加并趨于無(wú)窮大(圖5(b)).由于Mode 1 諧振與Mode 2 諧振之間的相互耦合作用,在二者工作頻率接近的過(guò)程在頻譜中表現(xiàn)為抗交叉線形(圖5(a)).同樣,入射電磁波沿x偏振時(shí)(圖5(c),(d)),參數(shù)n由20 μm 減至10 μm,Mode 4諧振的 工作頻率從0.92 THz 紅移至0.72 THz(圖5(c)中虛線所示,為標(biāo)注明顯,使用紫色加以區(qū)別,并插圖放大);當(dāng)n逐漸接近14.6 μm 時(shí),透射譜中q-BIC 模式諧振透射峰的變化和Mode 3諧振、Mode 4 諧振的工作頻率變化情況與前者相似(圖5(d)).可見(jiàn)超表面透射譜中相關(guān)聯(lián)諧振的工作頻率決定于對(duì)應(yīng)電磁場(chǎng)及表面電流主要分布所在的SRRs 的結(jié)構(gòu)參數(shù);當(dāng)超表面的SRRs 的結(jié)構(gòu)參數(shù)取適當(dāng)值時(shí),兩不同模式諧振的工作頻率相同,二者之間的相互耦合作用形成BIC 模式;當(dāng)SRRs 的結(jié)構(gòu)參數(shù)偏離該值時(shí),兩模式之間不能完美耦合,產(chǎn)生泄漏,形成q-BIC 模式諧振,這與以往的研究結(jié)果一致[32].

圖5 y-偏振:透射譜 (a)和q-BIC 諧振透射峰的Q-因子(b)與參數(shù)d 的關(guān)系;x-偏振:透射譜(c)和q-BIC 諧振透射峰的Q-因子(d)隨著參數(shù)n 的關(guān)系Fig.5.y-polarization:Relationship of the transmission spectrum (a) and the Q-factorof the q-BIC resonant transmission peak (b) to parameter d;x-polarization:relationship of the transmission spectrum (c) and the Q-factor of and the q-BIC resonant transmission peak (d) to the parameter n.

為描述不同模式諧振之間的耦合作用,采用標(biāo)準(zhǔn)的Jaynes-Cummings (JC)哈密頓模型來(lái)描述兩模式諧振之間的耦合作用[33],以入射電磁波沿y偏振入射時(shí)的情況為例,旋轉(zhuǎn)波近似 (rotatingwave approximation,RWA)下,系統(tǒng)的總哈密頓量為

圖5(a),(c)中的Ω為真空拉比(Rabi)頻率,其值為兩不同諧振本征頻率相同時(shí)(這一頻率記為ω),在透射譜中的對(duì)應(yīng)透射谷頻率之差(即圖5(a),(c)中兩實(shí)曲線對(duì)應(yīng)頻率的差值).Ω與歸一化耦合強(qiáng)度比g之間存在著g=Ω/2ω的數(shù)值關(guān)系,可算出當(dāng)入射電磁波沿y偏振入射時(shí)其歸一化耦合強(qiáng)度比g為4.42%;同理可算出當(dāng)入射電磁波沿x偏振入射時(shí),兩不同模式(Mode 3 與Mode 4)諧振之間的歸一化耦合強(qiáng)度比g為0.54%,這證明了入射電磁波偏振不同的情況下,構(gòu)成q-BIC 模式諧振的不同模式諧振之間的耦合強(qiáng)度是不同的,也解釋了圖5(a),(c)中兩模式諧振工作頻率接近時(shí)抗交叉程度不同的原因.

此外,由于超表面所產(chǎn)生的諧振所激發(fā)的電磁場(chǎng)和待測(cè)物[34]之間會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈相互作用,其透射譜中諧振的工作頻率和幅值會(huì)受待測(cè)物物理性質(zhì)的影響,因此,高Q-因子諧振在超靈敏傳感應(yīng)用中非常有前景.本文研究了超材料的傳感性能,設(shè)待測(cè)物的折射率在1—2 的范圍內(nèi)(其中包括許多重要的材料和生物分子[35]).對(duì)于金屬超表面而言,被增強(qiáng)的電磁場(chǎng)的體積通常不會(huì)很大,而當(dāng)待測(cè)物到達(dá)一定厚度時(shí),待測(cè)物會(huì)超過(guò)邊緣電場(chǎng),處于電場(chǎng)外的待測(cè)物將不再與超表面產(chǎn)生的諧振所激發(fā)的電磁場(chǎng)產(chǎn)生相互作用,當(dāng)待測(cè)物厚度達(dá)到飽和厚度時(shí),待測(cè)物厚度的增加將不再影響超表面透射譜中諧振工作頻率的頻移程度.設(shè)置待測(cè)物介電常數(shù)ε=2,超表面SRRs 結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)不變,仿真得超表面透射光譜中q-BIC 諧振的工作頻率與待測(cè)物厚度之間的變化關(guān)系,如圖6 所示.

為了對(duì)比入射電磁波偏振不同情況下超表面靈敏度的差別,待測(cè)物厚度均取h=100 μm.圖7 為不同待測(cè)物對(duì)超表面透射譜的影響.設(shè)待測(cè)物損耗角正切tan δ 為0,當(dāng)其介電常數(shù)ε 從1 變化到2 (對(duì)應(yīng)折射率從1 變化到1.4)時(shí),入射電磁波沿y偏振入射時(shí),q-BIC 模式諧振峰工作頻率從0.4648 THz紅移到0.42 THz,靈敏度為108 GHz/RIU(圖7(a));入射電磁波沿x偏振入射時(shí),q-BIC 諧振透射峰的工作頻率則是從0.8485 THz 紅移到0.7858 THz,其靈敏度為151 GHz/RIU(圖7(c)),可見(jiàn)q-BIC諧振透射峰的工作頻率和待測(cè)物介電常數(shù)之間存在明顯線性關(guān)系.超表面?zhèn)鞲徐`敏度的不同與其在入射電磁波偏振方向不同時(shí)產(chǎn)生q-BIC 諧振的不同有關(guān),相比于近場(chǎng)分布主要在超表面SRRs 內(nèi)部的諧振,近場(chǎng)分布主要在超表面SRRs 外的諧振工作頻率對(duì)環(huán)境介電常數(shù)更為敏感(圖2(e)與圖3(e)).此外,還檢測(cè)了待測(cè)物損耗角正切tan δ 對(duì)超表面q-BIC 模式諧振峰的影響(圖7(b),(d)),可見(jiàn)超表面透射光譜中q-BIC 諧振透射峰的頻移只與待測(cè)物的介電常數(shù)相關(guān).

圖7 y-偏振 (a) q-BIC 諧振透射峰與待測(cè)物介電常數(shù)ε 的關(guān)系(損耗角正切tanδ=0);(b) q-BIC 諧振透射峰與待測(cè)物tanδ 的關(guān)系 (介電常數(shù)ε=1).x-偏振 (c) q-BIC 諧振透射峰與待測(cè)物介電常數(shù)ε 的關(guān)系(損耗角正切tanδ=0);(d) q-BIC 諧振透射峰與待測(cè)物tanδ 的關(guān)系(介電常數(shù)ε=1)Fig.7.y-polarization:(a) Relationship between transmission peak of the q-BIC resonance and the dielectric constant of the subject to be measured ε (loss angle tanδ=0);(b) relationship between q-BIC resonance transmission peak and tan δ to be measured(dielectric constant ε=1).x-polarization:(c) Relationship between transmission peak of the q-BIC resonance and the dielectric constant of the subject to be measured ε (loss angle tanδ=0);(d) relationship between q-BIC resonance transmission peak and tan δ to be measured (dielectric constant ε=1).

4 結(jié)論

本文提出了一種由兩組SRRs 組成的金屬太赫茲超表面,利用太赫茲時(shí)域系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同偏振的電磁波入射時(shí),超表面的透射光譜特征;通過(guò)數(shù)值計(jì)算研究了超表面的SRRs 結(jié)構(gòu)參數(shù)與其透射光譜中不同模式諧振之間的關(guān)系;不同諧振的電場(chǎng)分布及表面電流分布結(jié)合多極分解的計(jì)算結(jié)果,證實(shí)了超表面透射譜中的Mode 1 諧振和Mode 2 諧振的主要來(lái)源于MD,Mode 3 諧振主要來(lái)源于TD,Mode 4 諧振主要來(lái)源于EQ;在Jaynes-Cummings 模型下計(jì)算了形成q-BIC 模式諧振的兩種不同模式諧振的歸一化耦合強(qiáng)度比,分別為0.54% (x-偏振)和4.42% (y-偏振).結(jié)果表明:超表面透射光譜中的不同模式諧振之間通過(guò)相互耦合作用形成q-BIC 模式諧振,且不同諧振的工作頻率取決于其主要響應(yīng)的SRRs 的結(jié)構(gòu)參數(shù).因此,通過(guò)調(diào)節(jié)超表面SRRs 的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以有效控制其產(chǎn)生的q-BIC 模式諧振的工作頻率、帶寬和Q-因子,這有利于高Q-因子超表面的實(shí)際設(shè)計(jì).此外,還研究了該超表面在傳感方面的性能,計(jì)算結(jié)果表明該超表面在入射波為y偏振時(shí)的靈敏度為151 GHz/RIU;入射波為x偏振時(shí),其靈敏度為108 GHz/RIU.