徐亚东副教授课题组在《Physical Review Applied》上发表重要科研成果

近年来,相位渐变超构表面为科学家提供了一种前所未有的方法来控制光或者电磁波的传播,实现一系列诸如超透镜、光子自旋霍尔效应等新型平面光学器件和新光学效应。相位渐变超构表面是指在一个超晶格内包含m个单元且覆盖相位变化的周期性光栅结构。最近一些研究发现相位渐变超构光栅中存角度不对称吸收现象(PRL 119, 035501 (2017)),且不对称程度与单元个数m有关(PRL 121, 256802 (2018)),但不对称传输现象背后的物理机制尚不清楚;更重要的是,由于相位渐变超构表面结构复杂,目前缺少理论公式清楚地揭示不对称吸收和m的关系。

为了便于理论分析,该工作设计和研究了一个光学波段(650 nm)下的反射型渐相位变深亚波长金属光栅。在最近发表在《Nature Communications》工作基础上,构建简单直观的物理模型,通过半解析理论计算,给出了金属光栅的角度不对称吸收特性关于周期内的单元个数m的具体表达式。理论清楚地表明:通过改变m的个数,可以控制高级次衍射的吸收效率,并且这种现象具有很强的鲁棒性。其物理机制是相位梯度导致在光栅内部存在一个额外的多次全内反射物理过程,从而导致更多的耗散和不对称衍射。相关成果以Mechanism behind Angularly Asymmetric diffraction in Phase-gradient metasurfaces为题、以苏州大学为第一单位,发表在《Physical Review Applied》杂志上。

苏州大学博士研究生曹燕燕同学和原苏州大学博士生、现南京航空航天大学的伏洋洋副研究员为论文的共同第一作者。Physical Review Applied是物理类期刊中少数1区期刊之一,是美国物理协会(APS)旗下唯一应用物理综合性期刊,与Physical Review Letters定位互补。

    论文链接:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.12.024006

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