特異介質表面對表面波的調控研究

《特異介質表面對表面波的調控研究》是依託寧波大學，由湯世偉擔任負責人的國家自然科學基金資助青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：特異介質表面對表面波的調控研究
• 依託單位：寧波大學
• 項目負責人：湯世偉
• 項目類別：青年科學基金項目

項目簡介

特異介質表面是由超薄亞波長人工微結構組成的非均勻表面，通過對結構的透射或反射相位分布的特殊設計，可以任意實現對於電磁波動量、自旋角動量（偏振）和軌道角動量等的調控，更重要的是特異介質表面還可以將傳播波轉換為表面波。近幾年的研究發現，表面波具有特殊的橫向動量和角動量，並具有特殊的自旋霍爾效應，因此實現對表面波的調控就顯得尤為重要和緊迫。申請人擬利用自身多年來在特異介質研究方面的工作積累，結合理論、模擬、製備和實驗來研究特異介質表面對表面波（或表面電漿激元）的調控。為此我們將開展如下研究：（1）理論設計和實驗製備出真實的特異介質表面對表面波的動量、自旋角動量的進行調控，實現具有特殊偏振的表面波及自旋霍爾效應等；（2）利用捲曲的特異介質表面，實現對表面波的軌道角動量的調控，從而可以進一步調控表面波的自旋軌道耦合等效應。

結題摘要

特異介質表面是由超薄亞波長人工微結構組成的非均勻表面，通過對結構的透射或反射相位分布的特殊設計，可以任意實現對於電磁波動量、自旋角動量和軌道角動量等的調控。眾所周知，在單個設備中實現多種多樣化的功能對於電磁集成至關重要。我們首先提出並設計了多種高效的雙功能特異介質表面，進一步的，我們還設計並實驗驗證了三功能的特異介質表面。我們還整理了一篇關於多功能特異介質的綜述文章。另外，由於渦旋光束攜帶軌道角動量，因此渦旋光束髮生器有望提高傳輸數據速率並擴大通信容量。基於特異介質表面，我們分別實現了高效的、寬頻的渦旋光束髮生器，並設計了一種雙模式的渦旋光束髮生器。基於以上的研究，我們將特異介質表面和微管諧振腔結合起來，還研究了這種新型諧振腔的特殊性質，並實現了對表面波軌道角動量的控制，為進一步實現表面波的自旋和軌道角動量耦合奠定一些理論基礎。