近日，我院等离子体物理课题组范伟丽教授、刘富成副教授在等离子体光子晶体的介质阻挡放电设计与性能提升方面取得新进展，课题组提出了一种油辅助电极新方案。相关成果以“Oil-based electrode design in dielectric barrier discharge for high-performance plasma photonic crystals”为题，发表于《 Physical Review Applied》 26, L041001 (2026)。博士生王硕为论文第一作者，范伟丽教授和刘富成副教授为共同通讯作者，贺亚峰教授和秦晓同学在方案设计和实验操作方面提供了重要帮助。
介质阻挡放电为实现可重构等离子体光子晶体提供了一个重要平台，它有效结合了等离子体的可调谐特性与光子晶体的电磁波调控能力，在微波器件、拓扑光子学等领域具有广阔应用前景。针对传统液体电极沸点低、微波吸收损耗大等问题，本工作提出了一种基于二甲基硅油辅助电极的介质阻挡放电新装置，构建了环境适应性强的高性能可重构等离子体光子晶体系统。基于二甲基硅油高沸点、低凝固点和低介电损耗的特性，实现了宽气压范围和宽温度区间内等离子体光子晶体的稳定工作，并大幅降低了微波吸收损耗，显著提升了微波探测信号品质。利用金属网栅电极诱导的空间对称性破缺，在高温条件下实验获得了三角形基元尺寸可动态调控的蜂窝超晶格等离子体光子晶体，实现了光子带隙数量、位置和宽度的动态调控，进而实现了谷拓扑边界态工作频率的动态调谐。该油辅助电极装置结构简单、环境适应性强，为可重构等离子体拓扑光子晶体提供了全新实验手段，对集成微波器件、拓扑波导和自适应微波系统的发展具有重要参考价值。
同时，该课题组利用介质阻挡放电装置，还获得了一系列 Kagome 超晶格，并观察到有趣的空间跳变放电行为，相关成果分别发表于 《Physical Review B》 113, 014115 (2026) 和 《Physical Review E 》113, 035207 (2026)，为深入理解等离子体光子晶体的产生机制及其光学应用开发提供了重要支撑。
以上工作得到了国家自然科学基金（No. 12275065）、河北省中央引导地方科技发展资金项目（No. 236Z1501G）、河北大学优秀青年创新团队等项目资助和大力支持。
文章链接：https://doi.org/10.1103/h823-7k2l
https://doi.org/10.1103/c92y-jtpq
https://doi.org/10.1103/mnh8-dxpr
