• 首  页
  • 人员构成
  • 研究方向
  • 科研进展
  • 实验设备
  • 最新动态
  • 联系我们
  • English

首页>> news>> 2023年11月组内文献阅读汇报



基于等离激元zigzag链的拓扑边缘态远场成像


借鉴拓扑绝缘体的拓扑光子晶体目前得到了广泛的研究关注。SSH模型作为一个基本物理模型,天然的提供了一个拓扑平庸态和一个拓扑非平庸态。并且由于其简约性,在实验上已经被观察到。其中,基于SSH模型的zigzag链存在偏振依赖的拓扑边缘态转换特性。然而,由于衍射极限的限制,等离激元链的拓扑边缘态很难在远场实现观测。近来,日本东京工业大学的Yuto Moritake等人设计制备了一种金属zigzag链结构,实现了其在远场的边缘态空间显示。他们通过理论计算和实验发现,当元胞的间距越小的时候,拓扑带隙越大,更容易观测到拓扑边缘态。并且当元胞适当重合的时候,带隙可以进一步增大。更进一步,他们在实验上还观察到了偏振依赖的边缘态空间调控。该工作为未来等离激元拓扑保护器件的设计提供了重要参考。 文章链接:10.1515/nanoph-2021-0648

Nanophotonics 2022; 11(9): 2183–2189



报告人:李慰


复杂维度拓扑态的映射


维度是任何物理系统中非常重要的参数。通过保角坐标变换,可以实现光学系统中的复杂维度。近来,美国加州大学伯克利分校的Jie Yao等人利用一维SSH模型,实现了对于二维纳米条带结构的拓扑属性映射,并且不依赖于保角坐标变换。他们以拓扑边缘态作为研究对象。二维石墨烯纳米带模型如果其边界是zigzag型且具备非平庸,那么便具备拓扑边缘态。他们引入了一种映射机制,将动量空间参数和一维原子链模型建立联系,在动量空间中利用SSH模型描述拓扑边缘态。更进一步,该映射方法可以推广到更复杂的类石墨烯二维材料模型中。该工作为复杂维度的拓扑物理提供了新的描述工具。 文章链接:10.1103/PhysRevB.107.L081404

PHYSICAL REVIEW B 107, L081404 (2023)



报告人:李慰


Subwavelength controloflight transport atthe exceptional point bynon-Hermitian metagratings


非厄米物理的概念,最初是在量子场论的概念下发展起来的,在不同的光子学平台上被研究,并创造了一种反直觉的现象。等离激元学由于表面等离激元( SPPs )可以超越衍射极限,增强光与物质的相互作用而引起了光学界的广泛关注( 39-43 )。由于这两方面的优势,等离激元学已经被应用于许多领域,包括光谱学( 44 )、传感( 45 )、放大器和激光器( 46 )、纳米光刻( 47 )等。特别是,它被认为是下一代光路( 48、49 )的候选者。在这方面,实现SPPs的可控操纵具有优越的方向性和鲁棒性是非常重要的。超表面的出现为SPPs ( 57、58 )的操纵提供了新的可能性。超表面可以实现高性能的可调控性,而SPPs的定向激发通常是通过入射光的偏振来操控的。结合非厄米光子学和纳米等离激元光子学,这里我们通过设计非厄米超光栅的导纳剖面来描述表面等离激元的策略性激发和反射,其中系统的本征态可以在异常点处合并。也可以通过改变变倍体的几何形状来连续调节激发或反射比。可控的方向性和鲁棒性能归因于异常点附近的相变,理论计算、数值模拟和实验表征充分证明了这一点。我们的工作将非厄米光子学推向了纳米尺度,并利用与非厄米系统相关的拓扑效应,为具有更高的可控性、性能和鲁棒性的高性能等离激元器件铺平了道路。

Sci.Adv. 9,eadf3510 (2023)



报告人:付朋.


Controlling the directional excitation of surface plasmon polaritons using tunable non-Hermitian metasurfaces


我们提出了一种通过动态调制被动宇称-时间对称超表面中的实部扰动来控制表面等离激元( SPPs )定向激发的有效方法。这个非厄米系统可以经历两个异常点,这两个异常点可以诱导SPPs沿着相反方向的两个单向激发状态。得益于其优越的调制深度,两个激发的SPP态的能量比和能量强度可以被这种非厄米超表面有效地操纵。为了证明这些发现,我们设计并数值验证了集成Sb2Se3相变材料的非厄米超表面。我们的工作为SPP激发的可控工程提供了一个有前途的平台,我们的工作为SPP激发的可控工程提供了一个很有前途的平台,对于开发新型等离激元器件,包括片上SPP源、路由器和排序器以及集成光学电路具有重要的潜力。

Opt lett. Vol. 48, No. 16.



报告人:付朋


Strongly Enhanced Second Harmonic Generation in a Thin Film Lithium Niobate Heterostructure Cavity


通过对结构参数的合理设计,提出了在Γ点(对应于正入射)实现高Q值和强光场限制光学谐振的异质结构光子晶体微腔方案。通过导波模谐振器(GMR)与分布式布拉格反射镜(DBR)的结合,实现光场局域化和场增强,从而大幅提升二倍频转换效率。器件结构包括中心光栅耦合器(GC)和双侧DBR,通过合理的结构参数,可使GC所支持的导波模谐振落于两侧DBR的光子禁带中,从而将谐振限制在中心区域。器件设计为对沿Z方向偏振的光产生谐振并增强,与LN二阶非线性系数最大值的方向对应。在GC和DBR区域之间引入的相移(PS)区域是为了匹配谐振相位,可用于调节共振波长和强度。最终实现的最大二倍频转换效率提升超过1200倍,归一化转换效率为2.03 × 10-5 cm2/GW。

Physical review letters 127, 153901 (2021)



报告人:常文瑶


A high-gain cladded waveguide amplifier on erbium doped thin-film lithium niobate fabricated using photolithography assisted chemomechanical etching


华东师范大学程亚教授团队近期利用飞秒激光加工结合化学机械抛光,在掺铒铌酸锂单晶薄膜中制备了集成光波导放大器,并利用外加包层优化控制铌酸锂波导模场,增强波导中光场与铒离子的有效相互作用,实现带包层铌酸锂波导中超过20 dB的小信号增益放大,实现高增益输出。该工作有望推动有源铌酸锂薄膜器件在高速光通信、大数据中心和激光雷达等领域的应用。

Nanophotonics 2022; 11(5): 1033–1040



报告人:常文瑶


版权所有 ©  2019- 2021 中国科学院物理研究所 纳米物理与纳米器件实验室 N10 课题组 电话:010 82648197