《新型平面手征納米結構及其強旋光性機理研究》是董建峰為項目負責人，寧波大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型平面手征納米結構及其強旋光性機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：董建峰
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
利用大旋光性的人工結構來控制光的偏振態是光子學的關鍵問題之一，而最近發展起來的周期性亞波長平面手征超常介質(Planar Chiral Metamaterials, PCM)具有很大的旋光性。目前國內外尚無利用手徵結構來實現光頻段圓偏振光負折射率的實驗報導。本項目擬從理論分析、數值模擬和實驗上，比較系統地研究結構形狀、幾何參數和材料參數等對單層和雙層手征納米結構中旋光性和圓二向色性的影響規律，闡明表面電漿共振對增強旋光性的具體作用機理，最佳化設計並用電子束光刻等技術手段研製出新型的在光頻段具有極強旋光性（達到10000 /mm）甚至負折射率特性的周期性平面手征納米結構，並測試表征它的旋光性、圓二向色性等光學特性。本項目的研究成果將具有重要的學術意義和套用價值，在光電子學、通信和納米技術等領域有廣泛的潛在套用前景，如套用於亞波長成像、光存儲、偏振旋轉器、波片等。
結題摘要
利用大旋光性的人工結構來控制光的偏振態是光子學的關鍵問題之一，而最近發展起來的周期性亞波長平面手征超常介質(Planar Chiral Metamaterials, PCM)具有很大的旋光性。本項目對各種平面手征超常介質結構進行了最佳化設計和數值模擬，包括“L”形手征介質結構、折線形手征介質結構、金屬線構成的新型雙層平面手徵結構、新型的納米級旋轉共軛希臘十字型手徵結構、新型的四重對稱性的工作波長在光波段的雙層手徵結構等，其中設計的最大的旋光度高達1070000°/mm。闡明了表面電漿共振對增強旋光性的具體作用機理。實驗上用電子束光刻研製了周期性平面手性納米結構樣品，並進行了旋光性等特性測試。研究結果為新型光學功能材料的製備和套用提供了科學依據，具有重要的學術價值和現實意義，特別是對於研製紅外通信波段具有負折射率的材料具有重要的意義，在亞波長成像、光信息存儲、隱身衣、光通信等方面有廣闊的套用前景。本項目對平面手徵結構的不對稱傳輸特性進行了研究；對各種由超常介質組成的波導模式特性進行了深入的研究，包括零折射率手征介質包層光纖和四層平板波導、手征負折射率介質包層光纖、單軸手征介質光纖和單負超介質光纖等，研究結果在新穎光纖器件、新型波導器件中有套用前景。項目還對單軸手征介質中的負折射、各向異性手征負折射介質表面和介質平板對電磁波的反射透射特性、超常介質在隱身斗篷中的套用等進行了研究。 根據研究結果撰寫了30餘篇學術論文，發表在《Progress In Electromagnetics Research》(4篇，SCI收錄，影響因子5.298，一區)、《Optics Communications》(SCI收錄，影響因子1.486，三區)、《Chinese Physics B》(2篇，SCI收錄)、《Chinese Optics Letters》(SCI收錄) 等國內外重要學術期刊上，其中SCI收錄論文15篇，EI收錄論文8篇，已被SCI引用90餘次，獲得1項發明專利、2項實用新型專利授權。
