《利用磁性超材料控制偶極子自發輻射的研究》是依託哈爾濱工業大學，由肖淑敏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用磁性超材料控制偶極子自發輻射的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：肖淑敏
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光學超材料利用亞波長的人工結構實現了傳統材料不具有的磁共振，從而獲得負折射率等新穎光學特性，更為控制偶極子特別是原本禁戒躍遷的磁偶極子的自發輻射增添了有效的途徑。然而現有研究僅對這個方向進行初步的理論探索，無法獲得磁共振控制偶極子自發輻射的普遍規律並指導進一步實驗研究。在本項目中，我們將從理論和實驗上系統的研究如何利用磁性超材料來控制電和磁偶極子的自發躍遷這個問題。通過開發相應的理論和模擬工具，研究不同複雜程度的人工結構對偶極子自發輻射率的影響，了解光、磁共振和其內部及附近的偶極子之間相互作用的機制，從而得到磁共振控制電、磁偶極子躍遷的普遍規律；基於此設計出同時控制電、磁偶極子躍遷的超材料；進一步最佳化微納米製備技術，製備出超材料，對理論預言進行驗證和演示。該研究不僅揭示超材料在控制原子輻射率上的有趣物理內涵，更為設計基於磁性超材料的量子光學器件，如高效光源和敏感磁探針等提供支持。
結題摘要
光學超材料利用亞波長的人工結構實現了傳統材料不具有的磁共振，從而獲得負折射率等新穎光學特性，更為控制偶極子特別是原本禁戒躍遷的磁偶極子的自發輻射增添了有效的途徑。然而現有研究僅對這個方向進行初步的理論探索，無法獲得磁共振控制偶極子自發輻射的普遍規律並指導進一步實驗研究。在本項目中，我們從理論和實驗上系統的研究如何利用磁性超材料來控制電和磁偶極子的自發躍遷這個問題。通過開發相應的理論和模擬工具，研究不同複雜程度的人工結構對偶極子自發輻射率的影響，發現利用具有磁回響的超材料能夠對磁偶極子的躍遷進行直接的調控，進一步的了解光、磁共振和其內部及附近的偶極子之間相互作用的機制，從而得到磁共振控制電、磁偶極子躍遷的普遍規律；基於此設計出同時控制電、磁偶極子躍遷的超材料；進一步最佳化微納米製備技術，製備出具有強磁回響的可見光波段的超材料，對理論的結果進行驗證，實現第一個直接調控磁偶極子發光的超材料。該研究不僅揭示超材料在控制原子輻射率上的有趣物理內涵，更為設計基於磁性超材料的量子光學器件，如高效光源和敏感磁探針等提供支持。
