具有有限波前的光束在入射界面上发生全反射时，并不完全遵循几何光学的规律，会在空间中产生位移，其中横向位移称为古斯-汉欣（Goos-Hänchen, GH）位移。GH位移的变化反映了光与入射界面的相互作用，这对集成光子器件、光开关和传感器等应用具有重要意义。目前，通过激发全反射界面的表面等离激元共振以获得相位突变是增强GH位移最有效的物理机制之一。基于此，人们设计了多种增大GH位移的微纳结构，其中二维纳米材料凭借其卓越的光与物质相互作用展现出独特优势。然而，现有研究多通过改变器件内部结构参数来优化GH位移，增加了控制的复杂性，并限制了实际应用。近年来，二维材料ReS₂因其低对称性结构引发广泛关注，展现了显著的面内各向异性光学特性，为GH位移的直接调控提供了新的自由度。　　

近日，南开大学物理科学学院2022级强基班本科生阎韵澎，在刘智波教授的指导下，提出了一种基于少层ReS₂-石墨烯异质结构的新型光子器件，其GH位移具有明显的各向异性，且在特定厚度的石墨烯下还具有“符号反转”特性。利用这一特性设计的各向异性折射率传感器，其灵敏度较现有研究提高约一个量级，并能通过旋转器件实现灵敏度的调控，从而适用于不同的应用场景，这为可调高灵敏度传感器的设计提供了新思路。日前，该项研究成果以“Tunable giant Goos–Hänchen shift in Au–ReS₂–graphene heterostructure”为题，在线发表于《光学快报》(Optics Letters)。

　　本工作以南开大学为第一完成单位，阎韵澎为第一作者，得到了国家自然科学基金项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.528817