太赫兹三维隐身介质的基础理论和关键技术研究
批准号:
61138001
项目类别:
重点项目
资助金额:
290.0 万元
负责人:
张伟力
依托单位:
学科分类:
F0509.光学和光电子材料
结题年份:
2016
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩家广、谷建强、李泉、马慧锋、蒋卫祥、沈晓鹏、朱亦鸣、张大伟、黄元申
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中文摘要
隐身介质是光子学领域最前沿的基础研究之一,是新一代隐身技术实现突破性进展的关键,在国土安全、航空航天、宽带通讯、和天体物理等领域具有重大应用前景和科学意义。本项目研究太赫兹三维隐身介质,一方面太赫兹波是备受瞩目的新的电磁波段,具有高精密、高可重复性微电子加工和相干时域光谱表征等其他波段所不具备的实现三维隐身介质的独特研究手段;同时,太赫兹三维隐身理论和关键技术可推广用于其他波段隐身介质的研究。本项目拟采用理论分析、数值仿真、结构设计和实验验证相结合,重点研究透射式、反射式和吸收式系列三维隐身介质。采用变换光学理论并结合数值仿真,实现三维隐身介质的结构优化设计;研究三维新型人工隐身介质的样品制备和动态相干光谱表征。通过系统分析隐身介质在太赫兹波段的系列光学特征和新现象,揭示其内在的物理机理和规律,建立太赫兹三维隐身介质的理论体系,获得从设计、制备、到实验表征的系列关键技术和新方法。
英文摘要
隐身介质是光子学领域最前沿的基础研究课题之一,是新一代隐身技术实现突破性进展的关键,在国土安全、航空航天、宽带通讯和天体物理等领域具有重大应用前景和科学意义。本项目课题组按照预定的研究计划,在内部开展了高效而紧密的分工和合作,对外开展了密切的国内外学术交流。从理论、数值和实验三个方面,对透射式、反射式和吸收式太赫兹三维隐身介质开展了深入而系统的研究。提出了基于变换光学、双折射效应、完美吸收体以及编码散射等原理的隐身方案,并在太赫兹波段成功地验证了三维隐身,形成了太赫兹三维隐身研究的一整套研发流程,并建立起高水平的相关研究平台。所取得的重要成果包括:1)系统研究了太赫兹透射式隐身,提出了基于压缩旋转变换介质的新型透射式隐身方法,实现了对太赫兹波传播速度的主动调控;利用二维材料石墨烯,实验发现对太赫兹波主动调控的“二极管”效应,相关研究成果入选“2015中国光学重要成果”;2)系统研究了太赫兹反射式隐身,国际上首次实现了毫米量级太赫兹波段的准三维反射式隐身;提出了基于编码超材料的新型隐身机制,有效地降低了隐身材料的太赫兹反射效应,实现了宽带反射式隐身;3)系统研究了太赫兹吸收式隐身,利用重掺杂p型硅片,并将材料吸收和超材料相结合,成功实现了多种宽带高吸收率的太赫兹吸波超材料。相关研究成果共计发表期刊和会议论文185篇,发明专利35项,其中众多亮点工作发表在以《Nature Communications》、《Science Advances》、《Advanced Materials》和《Light: Science & Applications》等为代表的高水平期刊上。相关研究工作受到国内外同行广泛关注,多次受邀在国内外会议做邀请报告。项目实施期间,课题负责人张伟力教授入选了OSA Fellow,课题组3人次入选了国家自然基金委“优青”项目, 3人次入选了教育部“青年长江学者”。本项目培养了博士、硕士研究生60名。本项目的研究不仅全部实现了预定的研究目标,而且推动了太赫兹器件技术和其他波段超材料的研究和发展。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A single metamaterial plate as bandpass filter, transparent wall, and polarization converter controlled by polarizations
单个超材料板作为带通滤波器、透明壁和由偏振控制的偏振转换器
DOI:10.1063/1.4894370
发表时间:2014-08
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Ma, Hui Feng;Tang, Wen Xuan;Cheng, Qiang;Cui, Tie Jun
通讯作者:Cui, Tie Jun
Significantly Altered Macroscopic Magnetic Properties and Terahertz Magnetic Resonance of Gadolinium Orthoferrite by Titanium Addition
添加钛显着改变钆正铁氧体的宏观磁性能和太赫兹磁共振
DOI:10.1109/tmag.2015.2512219
发表时间:2016-05
期刊:Ieee Transactions ON Magnetics
影响因子:2.1
作者:Fu, Xiaojian;Zeng, Xinxi;Zhou, Ji;Cui, Tie Jun
通讯作者:Cui, Tie Jun
Groove-shape-induced bandwidth expansion of spoof surface plasmon polaritons on planar corrugated Goubau line in millimeter-wave range
毫米波范围内平面波纹 Goubau 线上的槽形诱导的欺骗表面等离子体激元的带宽扩展
DOI:10.1016/j.optcom.2016.06.038
发表时间:2016-12
期刊:Optics Communications
影响因子:2.4
作者:Guo, XuGuang;Zhang, Chen;Yang, Rui;Zhu, YiMing
通讯作者:Zhu, YiMing
DOI:10.1007/s11433-015-5746-8
发表时间:2015-11
期刊:Science China Physics,Mechanics & Astonomy
影响因子:--
作者:Tang Wen Xuan;Mei Zhong Lei;Cui Tie Jun
通讯作者:Cui Tie Jun
High refractive index composite for broadband antireflection in terahertz frequency range
用于太赫兹频率范围宽带减反射的高折射率复合材料
DOI:10.1063/1.4922574
发表时间:2015-06
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Xuecheng Wang;Yunzhou Li;Bin Cai;YiMing Zhu
通讯作者:YiMing Zhu
纳米超结构非线性太赫兹辐射与同步调控器件研究
- 批准号:61735012
- 项目类别:重点项目
- 资助金额:290.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张伟力
- 依托单位:
新型全固化Yb:glass自锁模激光器的研究
- 批准号:69978016
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:14.5万元
- 批准年份:1999
- 负责人:张伟力
- 依托单位:
新型全固体化Cr:LiSGAF飞秒激光器
- 批准号:69608002
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:1996
- 负责人:张伟力
- 依托单位:
国内基金
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