• 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>> 2025年2月组内文献阅读汇报



Arbitrary polarization conversion dichroism metasurfaces for all-in-one full Poincaré sphere polarizers


本文提出了一种基于全介质超表面的完美任意偏振转换二向色性(APCD)策略,实现了单层全集成全庞加莱球面偏振器。该策略允许任意偏振态优先传输并转换为其手性翻转态,同时完全阻断其正交态。通过结合各向异性动态相位与几何相位,可对任意正交偏振态施加独立相位延迟。超表面由双折射纳米柱二聚元分子阵列组成,通过精确调控纳米柱的长度、宽度和方向,实现任意正交偏振对的完美透射二向性。实验在可见光范围内实现了近100%的理论透射偏振二向性(PD),实验值大于90%。设计了三种二色性超表面,分别实现椭圆、线性和圆形偏振转换,验证了椭圆偏振转换二色性。通过调换纳米柱参数,可切换允许和阻止的偏振态。该研究为全集成偏振器设计提供了新方法,显著简化了传统偏振器件的复杂结构。



文献来源:Light Sci Appl 10, 24 (2021). https://doi.org/10.1038/s41377-021-00468-y 作者:Shuai Wang, Zi-Lan Deng, Yujie Wang, Qingbin Zhou, Xiaolei Wang, Yaoyu Cao, Bai-Ou Guan, Shumin Xiao & Xiangping Li



报告人:王艺


拓扑保护的等离子体BICs


光学束缚态在连续谱中(BICs)因其在光子系统中实现高Q因子和抑制辐射损耗的潜力而备受关注。然而,BICs在实际应用中面临设计复杂性和对制造精度的高要求。此外,BICs的激发通常需要特定条件,这限制了其在纳米光子学中的广泛应用。结合拓扑带理论和BICs的新型设计有望克服这些挑战,实现更鲁棒的光学共振。研究内容包括提出并制备了一种基于二原子金属光栅(DAMGs)的新型结构,通过引入Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,实现了从准BICs到BICs再到准BICs的连续过渡。这种结构通过多对称性破缺配置的模式杂化,实现了对辐射损耗和耦合强度的调控,从而在近红外频段激发了拓扑保护的BICs。实验中,通过角分辨反射光谱和二次谐波生成(SHG)测量,验证了高Q共振的拓扑性质和对入射角及几何参数的鲁棒性。创新点一是通过SSH模型设计的DAMGs,首次在等离子体系统中实现了拓扑保护的BICs,实验展示了高Q共振对入射角和几何参数变化的鲁棒性,为实际应用提供了重要优势;二是利用BICs激发的高Q共振,实现了显著增强的二次谐波生成,为非线性光学应用提供了新的平台。文章结论为这项研究为设计具有拓扑保护的光学共振器提供了一种新的思路,特别是在等离子体和纳米光子学领域。通过引入拓扑概念,可以显著提高光学器件的鲁棒性和性能。此外,这种结构在非线性光学和光子集成电路中的潜在应用为未来光子技术的发展提供了新的方向。启发在于这个工作首先在SSH模型上理解有误,拓扑保护的概念不甚清晰,不过这给我们提供了一个很好的方向。

文献来源: Nano Letters 2024, 24, 13285−13292. doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03636 作者:Shaoxin Shen、Wenxuan Liu、Jiangle He、Hui Chen、Chao Xie、Qinghao Ge、Guangxu Su、Fanxin Liu、Yasi Wang、Guoya Sun、Zhilin Yang



报告人:付子怡

硅纳米棒二聚体超表面连续体中束缚态产生的超手性光


BICs因其高Q因子和强场限制而在纳米尺度上增强光与物质的相互作用,近年来其对手性光的影响引起了广泛关注。这篇文章研究了基于硅纳米棒二聚体的全介质超表面中束缚态在连续谱中的光学手性。文章探讨了通过BICs增强超表面手性响应的可能性,特别是在远场(Far-Field, FF)和近场(Near-Field, NF)中的表现。内容一:研究了三种不同对称性的硅纳米棒二聚体超表面(平行纳米棒、偏移二聚体和倾斜二聚体)在有无折射率匹配超基底的情况下的光学手性。远场圆二色性(Circular Dichroism, CD):研究了不同结构在远场中的光学手性响应,特别是左旋圆偏振光(LCP)和右旋圆偏振光(RCP)的差异。近场手性密度:分析了BICs在近场中的手性密度分布,特别是其与圆偏振平面波的比较。内容二:不同对称性结构的影响:通过改变纳米棒的排列(平行、偏移和倾斜),研究了结构对称性对手性响应的影响。超表面的Q因子:通过计算不同结构的Q因子,验证了BICs和准BICs(Quasi-BICs)的存在。创新点:文章展示了通过BICs可以在纳米尺度上产生超手性光,其手性密度比圆偏振平面波高出两个数量级以上。这种超手性光在近场中具有极高的手性密度。结论:文章对比了平行、偏移和倾斜纳米棒二聚体的光学手性,揭示了不同结构在远场和近场中的手性表现差异。特别是倾斜二聚体在远场中表现出高CD值,而偏移二聚体在近场中表现出高手性密度。启发学习了不同结构在近场(左图))和远场(右图))的手性表现。



文献来源: https://doi.org/10.1021/acsphotonics.4c00938 ACS Photonics 2024, 11, 4090−4100 作者:Jose Luis Pura,* Beatriz Castillo López de Larrinzar, Minpeng Liang, AntoniGarcí Martín,Jaime Gómez Rivas, and José A. Sánchez-Gil*



报告人:胡楠楠

Realizing high-efficiency third harmonic generation via accidental bound states in the continuum


本文利用连续体中的束缚态(BIC)在近紫外波长(343 nm)实现了高效的三次谐波发生(THG)。通过设计一种由两个长度不同的硅立方体组成的超表面,意外BIC在较低峰值泵浦强度(0.7 GW/cm2)下实现了1.13×10^-5的THG绝对转换效率,比无图案硅薄膜增强了10^7倍。超表面结构对制造误差具有高容错性,且可通过二氧化钛替代硅进一步缩短波长。研究通过实验验证了THG信号的增强,并探讨了其在生物传感、光刻技术和紫外光电子能谱等领域的应用潜力。创新点在于利用意外BIC实现高效THG,并通过环形电流和磁场干涉优化场局域效应。该研究为超表面设计提供了新思路,启发了基于环形电流和磁场干涉的结构优化方法。



文献来源: Vol. 49, No. 5 / 1 March 2024 / Optics Letters https://doi.org/10.1364/OL.514828 作者:Wenjie Tang, Qiming Zhao,Ziyu Wang,Yajun Gao, Jie He,Yi Zhu,1 Shuxian Wang, Haohai Yu, Ruwen Peng, AND Mu Wang.



报告人:刘高敬

Circularly Polarized States Spawning from Bound States in the Continuum


本文提出了一种通过打破光子晶体(PHC)板的C2对称性,实现对光的圆偏振调控并覆盖整个庞加莱球面的方法。传统PHC板仅对线偏振有共振响应,限制了其全斯托克斯调控能力。研究使用氮化硅材料,将正方形孔阵列转换为等腰梯形孔阵列,引入不对称参数α。当α=0时,Γ点存在一个偏振涡旋奇点(V点);随着α增加,一对相反手性的圆偏振态(C点)在Γ点附近出现并逐渐分离。通过自制的动量空间成像光谱系统,实验验证了C点的存在,结果与理论模拟一致。创新点在于通过破坏C2对称性消除V点并产生C点,实现了对偏振态的全空间覆盖。该研究启发了利用二维PHC板调控圆偏振态的新方法,为三维成像、光通信等领域的偏振控制提供了新思路。



文献来源: Phys. Rev. Lett. 123, 116104,https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.116104 作者:Wenzhe Liu,1,2 Bo Wang,1,2 Yiwen Zhang,1,2 Jiajun Wang,1,2 Maoxiong Zhao,1,2 Fang Guan,1,2 Xiaohan Liu,1,2 Lei Shi,1,2,* and Jian Zi1,2,†



报告人:高恩博


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