学术报告:超构光子技术新进展

报告题目: 超构光子技术新进展

报告人:李涛教授,南京大学现代工程与应用科学学院,固体微结构物理国家重点实验室

报告时间:4月10日下午2:00-3:00

报告地点:致远楼213

摘要

超构材料研究发展至今近二十年,其亚波长人工电磁设思想为人们调控光和电磁的传播提供了强大的武器,也由此衍生出负折射、超透镜、变换光学、超构表面等新颖的学科分支。近五六年来,超构表面的研究吸引人们极大兴趣,是因为它可以通过一薄层亚波长结构单元调控光场,避免在材料内传播的巨大损耗,有望从原理层面颠覆传统的光学器件和功能。相关研究已经从最初的原理到功能开发和性能提升,高效的超构全息技术、媲美显微镜头的超级透镜都先后被报道。然而,在这些鼓舞人心的突破背后还有若干障碍制约超构技术在光学波段真正走向应用。本报告将针对当前该领域人们关心的几个主要问题:超构表面的效率,超构透镜的色差、像差调控,超构表面多维度全息展开讨论,并介绍本研究组在相关方面的最新进展。首先,我们根据广义惠更斯原理通过多共振方法设计并制备全介质硅基超构表面,实现了透射效率和衍射效率都高于90%的灰度全息[1]。其次,针对超构表面宽带消色差的难题,我们近期发展了集成共振与几何相位设计结合的方案,实现了近红外波段工作带宽达480纳米的消色差反射和聚焦[2],并进一步在可见光波段实现260纳米带宽的超构透镜[3]。此外,我们还基于表面等离激元(SPP)传播散射,设计SPP传播方向复用的空间全息,突破之前偏振复用仅两个正交态的限制,实现了四重正交的全息显示[4]。该方法具有很好的拓展性,最新结果显示它也可以设计于介质波导体系中,获得更大面积的全息,并且多个导模也可提供更多的复用通道。本报告将根据相关的进展进一步探讨超构光子技术的发展趋势。

参考文献:

1.L. Wang, et al, Optica 3, 1504 (2016).

2.S.M. Wang, et al, Nature Comm. 8, 187 (2017)

3.S.M. Wang, et al, Nature Nano. 13, 227 (2018)

4.J. Chen, et al, Nano Lett. 17, 5051 (2017)

报告人简介:

李涛,南京大学教授,博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者,南京大学首批登峰人才计划(B类)入选者,曾先后在新加坡南洋理工大学、香港浸会大学进行过访问研究。主要从事等离激元光子学、超构材料、纳米光子集成等研究,曾获得2007中国光学重要成果。近年来在等离激元波束调控与全息技术、超构表面色差调控、纳米光子集成等方面取得重要进展,受邀做国际会议邀请报告三十余次,在Nature子刊,Phys. Rev. Lett.,Nano Lett.,Light Sci. Appl.,Laser Photon. Rev.等刊物发表SCI论文80余篇,引用超2000次,H指数26。


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