布鲁斯特角的偏移
当光从一种介质斜射入另一种介质时，存在一个特殊的角度（布儒斯特角），此时反射光会变成完全线偏振光（只有一个方向的振动），且反射光强度为零（即不反射）。传统布儒斯特角由材料本身的折射率决定，难以灵活调节，限制了其在可调光学器件中的应用。
#布儒斯特角（Brewster Angle, BA）的调控方法 二维材料优势
参考资料
As shown below👇
*布儒斯特角（Brewster Angle, BA）的调控方法
一、传统光学调控方法
通过改变介质的物理特性或界面结构实现布儒斯特角偏移，适用于宏观光学系统。
1. 多层介质膜堆叠
原理：在两介质界面引入额外的介电层（如 SiO₂、TiO₂），通过多层膜的折射率梯度改变反射系数相位，从而调节布儒斯特角。
2. 表面粗糙度调控
原理：通过纳米级粗糙度引入散射效应，改变界面处的等效光学参数（如有效介电常数），实现布儒斯特角偏移。
3. 各向异性介质调控
原理：利用晶体（如方解石）的双折射特性，通过光轴取向改变 TE/TM 偏振光的有效折射率，从而分离或移动布儒斯特角。
二、基于新型材料 / 结构的调控方法
利用二维材料、超表面等纳米结构的独特光学特性，实现大范围、动态可调的布儒斯特角调控。
1. 二维（2D）导电材料调控
核心机制：通过二维材料的表面电导率（实部）补偿反射光，虚部引入吸收效应，从而改变零反射条件对应的角度。
2. 等离激元超表面（Plasmonic Metasurface）
核心机制：利用金属纳米结构（如金纳米盘）的局域表面等离激元共振，设计等效表面电导率的频率 / 空间分布。
3. 介质超表面与广义布儒斯特效应
原理：利用高折射率介质纳米柱（如 Si、TiO₂）的 Mie 共振，同时激发电 / 磁共振，形成 “广义布儒斯特条件”（反射系数同时为零）。
4. 动态调控技术电调控：石墨烯通过栅极电压改变载流子浓度，实时调节电导率（如论文中\(\sigma\)从 0→1 mS，对应偏移 7.8°）。光调控：利用光激发半导体超表面（如 Ge 纳米结构）产生载流子，瞬态改变等效电导率。热调控：相变材料（如 VO₂）通过温度切换金属 - 绝缘态，大幅改变电导率（变化量可达 3-4 个数量级）。*二维材料优势
一、表面电导率可调，实现大范围角度偏移
传统方法局限：传统布儒斯特角由介质折射率决定，调控手段（如多层介质膜、粗糙表面）通常只能实现小于 10° 的偏移（多数情况小于 5°）。
二维材料优势：
高电导率调控范围：二维材料的表面电导率可通过外场（如电压、频率）或结构设计灵活调节。
二、超薄结构，适用于平面集成器件
传统方法局限：传统调控手段（如多层介质膜）需微米级厚度，难以集成到平面光学系统中。
二维材料优势：
原子级厚度：石墨烯等二维材料仅为单原子层（~0.3 nm），等离激元超表面的金属纳米结构厚度可低至数十纳米（如论文中金纳米盘厚度 25 nm）。
平面化兼容：可直接集成于平面波导、光纤端面或硅基芯片表面，满足片上光学器件（如集成偏振器、调制器）的轻薄化需求。
三、宽频段适用性与功能多样性
多波段调控：
石墨烯：适用于太赫兹至红外波段，其电导率随频率变化呈现明显色散特性（低频以实部为主，高频趋近于零），可在0.1 THz 至 10 THz 范围内连续调节偏移角度（从 16° 降至 1.6°）。
等离激元超表面：通过设计共振频率（如 500 THz 的可见光波段），可在特定频段实现强共振响应，产生非单调的角度偏移特性（先增大后减小），适用于窄带光学器件。
多功能集成：二维材料可同时具备光学调控（如偏振、反射）和电学调控（如电导率调制）功能，例如：
石墨烯可通过电压动态调节电导率，实现主动式布儒斯特角调谐，适用于可重构光学器件。
等离激元超表面可结合非线性材料，实现光开关或频率转换等多功能集成。
[1] Yermakov, O. (2024). Shift of Brewster’s angle with two-dimensional materials and structures. Physical Review A, 109, L031502. DOI: 10.1103/PhysRevA.109.L031502
