基于Tamm模式谐振腔和超表面相位图的光束可整形微纳激光的研究

批准号:
61905147
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
冯甫
依托单位:
学科分类:
F0502.光子与光电子器件
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
申请人拟结合TPP(Tamm Plasmon Polariton)微纳激光和超表面相位全息图来制造一种微观尺寸的,可以进行光束整形的高效激光光源。TPP谐振腔由布拉格反射镜和金属上反射面组成,如果在谐振腔的金属上反射面上集成超表面相位图,该相位图的形状与分布将用来对激光出射光进行调制,达到原位激光光束整形的效果。我们计划采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法,研究超表面全息图对TPP微纳激光整形的物理机理,实现对微纳激光的光束整形;研究金属超表面全息图对TPP微纳激光的调制效率,激光谐振腔品质因素(Quality factor, Q)的影响;探索TPP微纳激光结合超表面全息调制技术;展开以TPP微纳激光和超表面全息调制图结合产生的新型激光为光源的片上光电子器件应用研究。此项研究的创新点和优越性体现在有机结合了微纳光源和超表面全息调制技术,为片上光电子器件的光源打开了新的可能性。
英文摘要
The applicant intends to combine micro/nano Tamm Plasmon Polariton(TPP) laser and meta-surface hologram to produce an efficient laser source with micrometer scale and beam shaping ability. The TPP resonator consists of a Bragg reflector and an up metal reflecting surface. If a meta-surface phase hologram is integrated on the up metal surface of the resonator, the shape and phase distribution of the meta-surface hologram can modulate the laser beam to achieve an efficient in-situ laser beam shaping. We plan to combine theoretical analysis, numerical simulation and experimental verification to study the physical mechanism of meta-surface hologram on micro/nano laser beam shaping, to achieve micro/nano laser beam shaping, to study the modulation efficiency of metal meta-surface hologram on micro-nano laser, the influence of laser resonator quality factors(Q), and to explore micro/nano laser combined with super-surface hologram modulation technology. And also study the application of on-chip optoelectronic devices using micro/nano laser with meta-surface hologram integrated as light source. The innovations and advantages of this research are embodied in the combination of micro/nano light source and meta-surface holographic modulation technology, which opens new possibilities for the light source of on-chip optoelectronic devices. The ultimate goal of this project is a set of on-chip optical communication system based on the new light source, which uses the degrees of freedom introduced by meta-surface hologram modulation to improve the bandwidth and efficiency of optical communication system, and to make technical reserve for the next generation optical communication systems.
本项目主要研究内容是研发能够原为进行波前调控的集成微纳发光器件,该器件主要可应用于光通信等需要在微纳尺寸范围内对光场进行有效调控的场景里。依托项目我们主要进行了以下三方面的研究:(1)不同微纳激光谐振腔几何结构所拥有对应的光学特性,包括谐振波长、品质因子等微纳光源核心参数;(2)利用超表面相位调控方法及在亚波长尺寸下对微纳光源进行原位相位调控的能力,并设计了不同的超表面,调控出了不同的出射光场;(3)准二维钙钛矿薄膜的发光特性,这部分着重研究了钙钛矿薄膜作为增益介质的光学性能,并研究了其在不同微纳光学下的光学性能能力。
期刊论文列表
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Controllable hybridization between localized and delocalized anisotropic borophene plasmons in the near-infrared region
近红外区域局域和离域各向异性硼烯等离子体激元之间的可控杂交
DOI:10.1364/ol.416493
发表时间:2021-02-15
期刊:OPTICS LETTERS
影响因子:3.6
作者:Nong, Jinpeng;Feng, Fu;Somekh, Michael
通讯作者:Somekh, Michael
DOI:10.1021/acsami.1c00268
发表时间:2021-04
期刊:ACS applied materials & interfaces
影响因子:9.5
作者:Jie Qiao;F. Feng;Ziming Wang;M. Shen;Guoping Zhang;Xiaocong Yuan;M. Somekh
通讯作者:Jie Qiao;F. Feng;Ziming Wang;M. Shen;Guoping Zhang;Xiaocong Yuan;M. Somekh
DOI:https://doi.org/10.1002/adom.202001809
发表时间:2021
期刊:Advanced Optical Materials
影响因子:9
作者:Nong Jinpeng;Feng Fu;Min Changjun;Yuan Xiaocong;Somekh Michael
通讯作者:Somekh Michael
Drawing structured plasmonic field with on-chip metalens
使用片上超透镜绘制结构化等离子体场
DOI:10.1515/nanoph-2021-0308
发表时间:2021
期刊:Nanophotonics
影响因子:7.5
作者:Y. L. Wang;C. J. Min;Y. Q. Zhang;F. Feng;G. Y. Si;L. Li;X. C. Yuan
通讯作者:X. C. Yuan
Active tuning of longitudinal strong coupling between anisotropic borophene plasmons and Bloch surface waves
各向异性硼吩等离子体激元与布洛赫表面波纵向强耦合的主动调谐
DOI:10.1364/oe.432844
发表时间:2021-08-16
期刊:OPTICS EXPRESS
影响因子:3.8
作者:Nong, Jinpeng;Xiao, Xin;Somekh, Michael
通讯作者:Somekh, Michael
基于BSW的高性能OAM解复用芯片研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:冯甫
- 依托单位:
基于Tamm模式谐振腔和超表面相位图的光束可整形微纳激光的研究
- 批准号:2020A151501598
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:冯甫
- 依托单位:
国内基金
海外基金
