梯度漸變超材料光學特性調控及其套用

《梯度漸變超材料光學特性調控及其套用》是依託南開大學，由陳樹琪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：梯度漸變超材料光學特性調控及其套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳樹琪
• 依託單位：南開大學

中文摘要

作為傳統光學和納米領域的橋樑，超材料是近年來新出現的一類新型人工複合結構材料，它對光的產生、傳播、調製和轉換等基本性質有著強大的調控能力。目前，對傳統超材料光學特性及其套用的研究已經成為當今國際研究前沿和新技術領域競爭熱點。但是，對梯度漸變超材料新效應和新現象的研究才剛剛起步。本項目擬從理論和實驗兩方面開展對梯度漸變超材料光學特性調控及套用的研究，研究標量光束和矢量光束作用下梯度漸變超材料反常光學特性的提高和新效應的產生，揭示其轉化效率、頻寬和反常光偏振同入射光偏振、相位、振幅和入射角度的關係；設計不同結構的梯度漸變超材料，獲得套用梯度漸變超材料調控和產生新型光場的新方法；基於不同的調控機制，將新材料加入到梯度漸變超材料關鍵位置，進行梯度漸變超材料光學特性的動態調控研究。我們希望通過本項目的開展，推動梯度漸變超材料在納米光子學器件中的套用發展，爭取在該領域的國際研究中形成自己的特色和優勢。

結題摘要

超材料作為傳統光學和納米領域的橋樑，是近年來新出現的一類新型人工複合結構材料。本課題以梯度漸變超材料中新效應和新現象的研究為基本出發點，通過理論分析、結構設計、模擬驗證和實驗測試等基本手段對梯度漸變超材料的光學性能進行測試和表征，針對具體的關鍵科學問題進行系統和深入的研究和探索。通過對梯度漸變超表面的結構參數、組成材料和結構對稱性的設計，實現了對光場相位、振幅、偏振態的多種有效控制，揭示了梯度漸變超表面轉化效率、頻寬和反常光偏振同入射光偏振、相位、振幅和入射角度的關係；設計實現了不同結構的梯度漸變超材料，實現了對光場波前的有效控制和多種新型矢量光束的產生；基於全新的調控機制，將石墨烯加入到梯度漸變超材料關鍵位置，開展了梯度漸變超材料光學特性的動態調控研究。相關研究推動了梯度漸變超材料在納米光子學器件中的套用發展，為信息光學中光學系統的小型化、輕質化和集成化提供了新的可能。