面上项目(64万):大面积亚微米手性、赝手性金属微结构光学活性及非对称传输的研究

文摘   2024-09-16 11:23   北京  

南开大学的研究团队,成功完成了面上项目(64万):大面积亚微米手性、赝手性金属微结构光学活性及非对称传输的研究

项目摘要








见-近红外波段手性非对称传输的研究在光信息传输、光计算等领域中具有非常重大的应用价值。受限于大面积亚微米尺寸手性、赝手性金属微结构制作工艺的缺乏,可见-近红外波段手性非对称传输效应的实验研究还鲜有报道。本项目拟利用自组装PS微球阵列为模板,结合倾斜镀膜与反应离子束刻蚀方法制作多种不同形貌参数的大面积亚微米尺寸手性、赝手性金属微结构阵列样品。详细、系统地研究其光学活性以及包括赝手性非对称反射、手性非对称透射、反射在内的非对称传输效应。掌握不同形貌参数对手性、赝手性金属微结构阵列光学活性和非对称传输性质的影响规律,探究光学活性和非对称传输之间的内在关系,并阐明其中的物理机制。开发出具有实用价值的光二极管原理元件。本项目的开展将极大推动可见-近红外波段手性非对称传输性质的研究进展,有助于更深入地认识手性、赝手性金属微结构阵列非对称传输的特性与物理机制,促进其在光信息传输、光计算等领域中的应用。


创新性成果





1. 实现了多种大面积手性、赝手性金属微结构阵列样品的制备


2. 系统研究了手性、赝手性金属微结构阵列样品的光学活性和非对称传输性质


3. 利用超薄单层赝手性金属微结构阵列获得了远超手性超表面非对称透射理论极限的非对称反射


4. 在超薄单层赝手性金属微结构阵列中发现非对称偏振转化


5. 结合非厄米理论,在理论上和数值模拟中实现了全偏振器和完美的光学二极管


6. 太赫兹波段实现了片上非对称传输,并对其基础性质进行了系统研究。


项目成果为实现理想光学二极管、光学隔离器等器件提供了全新的研究路线,该项目的研究将极大推动光学集成电路(包括太赫兹波段)走向使用,促进光通讯、光计算等领域的快速发展。




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