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图1 基片集成光学掺杂方法概念图：（a）直线型结构；（b）平面弯折型结构
图2 基片集成光学掺杂方法的实验验证：（a）测试平台；（b）测试传输振幅、传输相位和群时延
在国家自然科学基金项目（批准号：61771280）等资助下，清华大学电子工程系李越副教授团队与美国宾夕法尼亚大学电气与系统工程系纳德·恩赫塔（Nader Engheta）教授、西班牙纳瓦雷公立大学的伊涅格·里博（Inigo Liberal）博士合作，提出并验证了基片集成的光学掺杂方法，为新型近零指数器件提供了实现手段。研究成果以“Substrate-integrated Photonic Doping for Near-zero-index Devices”（用于近零指数器件的基片集成光学掺杂）为题，于2019年9月11日发表在期刊Nature Communications（《自然·通讯》）上。清华大学电子工程系博士生周子恒为文章的第一作者，李越副教授和纳德·恩赫塔教授为本文通信作者。文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-12083-y。
近零指数（near-zero-index）器件是一类等效电磁参数趋于零的新型功能器件，与传统电磁器件相比，具有局域场增强、局部可调、可形变等特性。任意频率的电磁波在近零指数器件中波长均趋于无穷，即器件的工作频率与其物理尺寸无关。本文作者纳德·恩赫塔和李越于2017年在Science上合作发表文章，首次提出了“光学掺杂方法”，将掺杂技术从微观尺度移植于宏观尺度，调控目标材料的磁导率，从而实现顺磁、逆磁、理想磁体等多种模态控制。
以新理论的工程应用为出发点，此论文提出了基片集成的光学掺杂方法，与典型集成电路工艺相结合，将光学掺杂对目标材料磁特性的调控应用于基片集成器件的电磁响应调控，实现了多种新型近零指数器件，例如借助光学掺杂的局域场增强效应实现高灵敏度生物传感器，利用光学掺杂的局部可调特性的高效光声调制器，可任意弯折形变且工作频率不变的“电纤”（类比于光纤）。此外，李越团队通过实验验证了基片集成光学掺杂的近零指数器件的电磁特性，观测到零相移、高时延和器件形状无关性等现象，与解析理论预测和全波仿真结果吻合。
基片集成的光学掺杂方法丰富了非周期超材料和近零指数器件的理论体系，在微波/太赫兹技术、生物传感、电子电路、材料科学等领域有重要的应用价值。