《三維手性超構材料光學性質的研究》是依託南京大學，由熊翔擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：三維手性超構材料光學性質的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：熊翔
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬圍繞三維手性超構材料研究，設計工作頻率在紅外-可見波段的三維手性超構材料，實現負折射、電/磁回響轉換及人工旋光等物理功能。本項目將利用電子束光刻、飛秒脈衝雙光子直寫技術等微加工方法進行微納樣品的製備；將利用光譜儀、焦平面陣列和陰極射線發光成像等表征手段對樣品進行表征分析。本項目實驗和理論相結合，重點聚焦在三維超構材料不同結構設計、不同激發方式下金屬微結構中電磁共振的物理機制以及由近場耦合所導致的各類新穎光學現象。
結題摘要
基於傳統光學晶體製造的光學器件由於物理原理限制而無法小型化被集成到下一代微納米尺度的信息光學系統。本項目針對於此開展研究並提出了一套基於三維人工微納結構的光學調控方案。在項目執行過程中結合計算仿真模擬、微納米加工和多種光學表征方法開展了理論和實驗相結合的研究，獲得了如下成果： 1、設計了基於二維和三維超構材料的寬頻無色散波片。通過位相共軛的物理方法，實現了金屬材料寬頻無色散波片結構，所製備的四分之一波片和半波片結構可以獲得左、右旋圓偏振等多種光學偏振態。 2、設計了基於完美吸波超構材料的光學偏振態調控，實現了三維金屬薄膜結構的完美能量吸收。通過改變結構的拓撲對稱性，對反射光的光學性質進行了有效調控。 3、設計並利用了人工微結構中等離激元振盪的時間延遲效應，同時實現了透射光的位相差和振幅比。實現了光線垂直分量位相差隨頻率線性變化，進而提供了一種全新的偏振態調控方式。 4、實驗實現了基於超構表面的圓偏振分束。通過調控基本結構單元的旋轉分布組成超構表面，入射線偏振光分解為兩束手性相反的圓偏振反射光，有效實現高頻、寬頻、低損耗的光學偏振性質轉化。 5、利用紅外焦平面陣列顯微成像技術對三維超構材料的光學調製進行了直觀的最佳化和檢測，同時利用了陰極螢光光譜技術，對於氧化鋅光波導的能量傳輸和振盪模式進行了探究。 該項目的研究成果為基於微納光子學的進一步套用，特別是人工微結構光學器件的小型化和集成化提供了一定的理論基礎和技術積累。本項目完成研究論文12篇（均已經按照規定標註資助項目號），其中包括1篇Advanced Materials, 1篇Phys. Rev. X，5篇Phys. Rev. B， 1篇Appl. Phys. Lett.。另外項目申請並獲得專利授權3項。
