《基於亞波長金屬結構的有源粒子輻射光場調控研究》是依託中國科學技術大學，由張斗國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於亞波長金屬結構的有源粒子輻射光場調控研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張斗國
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
有源粒子與亞波長金屬結構的相互作用是當前納米光子學領域的重點研究方向之一，既具有基礎的物理意義又有廣泛的套用前景，如在腔QED，納米雷射器、超分辨光學成像等方面。本項目中，申請人擬結合亞波長金屬結構與具有獨特性質的矢量光束,實現尺度小於衍射分辨極限區域內有源粒子（如標記生物樣品的染料分子）輻射場三個光學參量的同時調控，包括輻射強度、方向、偏振態等。理論上，利用數值模擬與理論分析手段，研究有源粒子摻雜亞波長金屬結構中表面等離激元模式的激發、傳輸、分布，特別關注有源粒子輻射場光學參量隨金屬結構與光束參數的變化規律。實驗上，充分利用本課題組在微納加工與表征上的優勢，製備有源粒子摻雜亞波長金屬結構與新型矢量光束；利用有一定特色的自製顯微系統表征有源粒子光學行為。在此基礎上，揭示亞波長金屬結構調控有源粒子輻射光場的清晰物理圖像，進而發展新型的高分辨、高靈敏度、高對比度螢光顯微術。
結題摘要
有源粒子與亞波長結構的相互作用及相關微小光學器件與系統的研製是當前納米光子學領域的重點研究方向之一，既具有基礎的物理意義又有廣泛的套用前景。項目執行期間，申請人共發表或接收第一或通訊作者SCI論文23篇，其中中科院分區1區：10篇，包括1篇Nature Communications，1篇Nano Letter，2篇ACS Nano，1篇Advanced Materials, 1篇Optica，1篇Laser & Photonics Reviews等。申請專利3項，獲批1項發明專利，2項實用新型專利。本項目的研究內容主要包括：亞波長微納結構的設計、製作、表征；結構參數對其負載局域光學模式特性的影響；亞波長結構對發光粒子光學行為的調控特性；基於上述研究，發展相應的光學顯微成像、感測技術；研製基於亞波長結構的微小光學器件與系統。本項目執行期間，申請人圓滿完成了預先設定的各項研究目標，取得的重要成果包括：利用亞波長多層納米薄膜載玻片的實現了螢光定向輻射，基於此發展了多種新型的螢光顯微成像與感測技術；研製出了新型的有源聚合物光波導，從分子層面實現了對螢光輻射特性的調控，可望發展出新型的光波導感測器件；提出了一維布洛赫表面波的新概念，解決了極細聚合物納米線在玻璃襯底上無法傳光的難題；首次實現了液體環境中的無衍射表面光束與動態可重構布洛赫表面波；可用於發展新型的基於表面波照明的光學顯微成像、感測、操控技術研發。
