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基于超构表面的非线性光学调控的新原理探索

批准号:
11974177
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
王牧
依托单位:
学科分类:
微纳光学与光子学
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
王牧

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
光的偏振态和频率是光的重要特性,调控这些特性在微纳光子学和量子信息学中有广泛的应用。本项目拟围绕亚波长微纳结构制备和光学性质,发展新的超构材料的设计原理,通过调节微结构的材料参数和几何结构参数调控结构单元的附加相位,特别是设计和筛选具有高非线性光学系数的薄膜材料作为超构材料的衬底,研究电磁波与该类复合结构作用后的波前传播规律,对电磁波的传播方向、相位、偏振态和频率实现调控。本项目拟从理论和实验两方面深入研究超构表面的非线性光学效应,设计若干新的二维/三维微纳结构,通过引入特定的相位梯度实现不同于入射光频率的多偏振态同时输出。实验上拟通过电子束光刻微加工和飞秒脉冲激光双光子聚合三维直写技术实现样品制备,并获得较高的非线性转化率。在研究物理新原理和机制的同时,期望为集成光学、量子信息编码和传输提供集成度高、体积小、效率高的光学器件原型。
英文摘要
Polarization and frequency are intrinsic features of light with profound applications in nano photonics and quantum information. This project is targeting on the physics mechanism of metasurfaces and metamaterials in tuning the phase, polarization, frequency and wave vector of electromagnetic waves. Upon illumination each resonator diffracts light with a geometry-scaling-induced phase modulation. We plan to apply the phase modulation approach to metasurfaces loaded by highly nonlinear substrates made of MQW or semiconductor, establishing a platform to control the nonlinear wave front at will based on giant localized nonlinear effects. With electron beam lithography and two-photon absorption fabrication, we plan to fabricate several nonlinear metasurfaces and metamaterials for efficient second-harmonic radiation. The unit cell consists of an assembly of resonators with different structural parameters. Depending on the category and sequence of the elements in the unit cell, several second-harmonic beams with different polarization states can be simultaneously generated with any desired combination and propagation direction. This new approach provides new perspectives in generating arbitrary polarization states with high integration, and hence is enlightening in constructing qubit gates and developing quantum cryptography.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
Realizing Colorful Holographic Mimicry by Metasurfaces
通过超表面实现彩色全息拟态
DOI: 10.1002/adma.202005864
发表时间: 2021-04-18
期刊: ADVANCED MATERIALS
影响因子: 29.4
作者: [Xiong, Bo, Xu, Yihao, Liu, Yongmin]
通讯作者: Liu, Yongmin
DOI: 10.1002/adma.201904646
发表时间: 2020
期刊: Advanced Materials
影响因子:
作者: [Fan Ren Hao, Xiong Bo, Peng Ru Wen, Wang Mu]
通讯作者: Wang Mu
DOI: 10.1364/ol.441505
发表时间: 2021-12
期刊: Optics letters
影响因子: 3.6
作者: [Cheng-Yao Li;Chao-Wei Chen;Yu Liu;Jing Su;D. Qi;Jie He;Renhao Fan;Qing Cai;Qingxuan Li;R. Peng;Xianrong Huang;Mu Wang]
通讯作者: Cheng-Yao Li;Chao-Wei Chen;Yu Liu;Jing Su;D. Qi;Jie He;Renhao Fan;Qing Cai;Qingxuan Li;R. Peng;Xianrong Huang;Mu Wang
DOI: 10.1364/ol.484324
发表时间: 2023
期刊: Optics Letters
影响因子:
作者: [Fei Chen, Ren-Hao Fan, Jun-Xuan Chen, Yu Liu, Ben-Qi Hou, Ruwen Peng, Mu Wang]
通讯作者: Mu Wang
20
    锂电池电极的形态结构控制及物理性能的研究
    • 批准号:
      11674155
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      73.0万元
    • 批准年份:
      2016
    • 负责人:
      王牧
    • 依托单位:
    新型超构材料调控电磁波位相、偏振和传播特性的物理机制
    • 批准号:
      11474157
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      98.0万元
    • 批准年份:
      2014
    • 负责人:
      王牧
    • 依托单位:
    第十四届国际晶体生长暑期学校
    • 批准号:
      11044006
    • 项目类别:
      专项基金项目
    • 资助金额:
      10.0万元
    • 批准年份:
      2010
    • 负责人:
      王牧
    • 依托单位:
    基于图案相分离技术制备光学微腔阵列
    • 批准号:
      50972057
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      36.0万元
    • 批准年份:
      2009
    • 负责人:
      王牧
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金