基于带隙可调光子晶体的零相移超材料及其光学传输特性的研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:11574311
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:73.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:A2210.与光学有关的交叉领域
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:杨修伦; 裴丽娅; 周福阳; 李铁成; 刘忠新; 黄哲; 范冉冉;
- 关键词:
项目摘要
With the rapid development of information and communication industry, metamaterials with zero phase delay have become a focus of research from all walks of life. The transmission technology with zero phase delay has important applications in the fields of optical communication and signal processing. Due to the current metamaterials with zero phase delay often being achieved with the design of zero refractive index, hard fabrication and narrow frequency scope hinder its application and development. In previous research, applicants found that the phenomenon of zero phase delay can be realized in photonic crystals with the modulation of photonic band, even without zero effective refractive index, which has been verified by the simulations and experiments. In this project, we plan to achieve the phenomenon of zero phase delay in tunable photonic crystals based on the three characteristics of wavefront modulation, superposition of coherent states and Dirac point, analysis the rule of phase change and light transmission properties, and find the effective way and the general rule to realize light transmission with zero phase delay. It is necessary to clear the relations among lattice structure of photonic crystals, photonic band modulation and optical transmission characteristics, and clarify the physical mechanism and modulation method, in order to establish and perfect the theoretical framework of transmission technology with zero phase delay based on the tunable photonic crystals. The performance of this project has an important theoretical significance and practical value for the development of metamaterials with zero phase delay, which provides the theoretical basis and technical support for the development of new function materials and devices.
随着信息通讯产业的飞速发展,零相移超材料的研究已成为各界关注的热点。零相移传导技术在光通讯和信号处理领域都具有重要的应用。由于目前零相移超材料的设计往往通过零折射率实现,难于制备和频域窄都阻碍了其应用和发展。申请者在前期研究中发现通过光子晶体的能带调制,即使媒质的有效折射率非零也能够实现光的相位不变传输,并已通过仿真和实验验证了该理论。本项目拟通过带隙可调光子晶体,利用其波前调制、相干态叠加和狄拉克点的特性实现零相移传导,分析传导波的相位变化规律和光传输特性,发现实现零相移传导的有效途径和一般规律,明确光子晶体结构设计、能带调制和光传输特性三者之间的关系,阐明基于三种特性实现零相移传导的物理机制和调制方法,建立和完善基于带隙可调光子晶体的零相移传导技术的理论框架。本项目的开展对性能可调零相移超材料的发展具有重要的理论意义与实际价值,为开发新型零相移功能材料及其器件提供了理论依据和技术保障。
结项摘要
有效折射率为零的超材料在集成光学中具有重要的应用前景,无限波长和空间零相位变化,特别适用于芯片上光布线和信号传导。通过光子晶体中的狄拉克锥色散可以实现零指数,我们对狄拉克点及其周围的线性光色散性质开展了系统的研究,提出了利用宽频透射/反射光谱分析确认狄拉克点精确位置的方法,并利用其零折射率特性提出高精度测距方法,在不借助其他外加设备的情况下测量精度达到四分之一波长。此外,我们对狄拉克点周围线性色散锥中的电磁波传导性质也开展了深入的研究,在光子晶体中发现近零折射率情况下奇特的光波长拉伸现象,并基于该机理设计出一种半开放式的高效直角转向谐振装置设计策略,其能量传导效率大于90%。基于该原理我们提出了新型微纳精密测距方法,光开关和光传感等应用设计,使得这些更令人兴奋的应用可以集成在一个微纳平台上。光重定向在光学集成系统中起着重要的作用,从微波到可见光的应用前景十分广阔,谐振器几何尺寸和结构参数为调制工作频率提供了很大的设计灵活性。这一策略还可以推广到其他人工超材料和三维情况。本项目的开展拓展了可调零相移超材料的研究范畴,发展出具有重要理论意义与实 际应用价值的新方案,为开发新型功能材料及器件提供了理论依据和技术保障,为推动集成光子学的快速发展提供了动力。
项目成果
期刊论文数量(21)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
Design and application of photonic devices based on photonic crystal near Dirac point
基于狄拉克点附近光子晶体的光子器件设计与应用
- DOI:10.1117/12.2327082
- 发表时间:2018-10
- 期刊:Nanophotonics and Micro/Nano Optics IV
- 影响因子:--
- 作者:Guoyan Dong
- 通讯作者:Guoyan Dong
90 degree Bending Optical Switch Based on Dielectric Meta-resonator
基于介质元谐振器的90度弯曲光开关
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:PIERS Proceedings
- 影响因子:--
- 作者:Shuhui Zheng;Guoyan Dong
- 通讯作者:Guoyan Dong
传导系统中TE/TM偏振模态的辨析
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:中国科学院大学学报
- 影响因子:--
- 作者:董国艳;史祎诗;王雅丽
- 通讯作者:王雅丽
Precise identification of Dirac-like point through a finite photonic crystal square matrix.
通过有限光子晶体方阵精确识别类狄拉克点
- DOI:10.1038/srep36712
- 发表时间:2016-11-18
- 期刊:Scientific reports
- 影响因子:4.6
- 作者:Dong G;Zhou J;Yang X;Meng X
- 通讯作者:Meng X
Outstanding Photoluminescence in Pr(3+)-Doped Perovskite Ceramics.
Pr3 掺杂钙钛矿陶瓷具有出色的光致发光性能
- DOI:10.3390/mi9090419
- 发表时间:2018-08-21
- 期刊:Micromachines
- 影响因子:3.4
- 作者:Zhang J;Hao Y;Bi M;Dong G;Liu X;Bi K
- 通讯作者:Bi K
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其他文献
Improvement of transmission properties through two-bend resonance by holographic design for a two-dimensional photonic crystal waveguide
通过全息设计二维光子晶体波导通过二弯曲谐振改善传输特性
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Optics Express
- 影响因子:3.8
- 作者:蔡履中;沈晓霞;董国艳;杨修伦;王玉荣
- 通讯作者:王玉荣
光子晶体LED结构优化设计对光提取效率的影响
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中国激光
- 影响因子:--
- 作者:沈晓霞;蔡履中;董国艳;任亚洲
- 通讯作者:任亚洲
具有零相移传输性质的超材料研究
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:中国科学:物理学 力学 天文学
- 影响因子:--
- 作者:董国艳;毕科;周济
- 通讯作者:周济
Large complete bandgaps in a two-dimensional square photonic crystal with isolated single-atom dielectric rods in air
空气中具有隔离单原子介电棒的二维方形光子晶体中的大完整带隙
- DOI:10.1088/0957-4484/19/02/025201
- 发表时间:2008-01
- 期刊:Nanotechnology
- 影响因子:3.5
- 作者:蔡履中;沈晓霞;孟祥锋;胡毅;王玉荣;董国艳;杨修伦
- 通讯作者:杨修伦
Correction of wavefront reconstruction errors caused by light source intensity instability in phase-shifting interferometry
相移干涉测量中光源强度不稳定引起的波前重构误差的校正
- DOI:10.1088/1464-4258/10/8/085008
- 发表时间:2008-08
- 期刊:Journal of Optics A: Pure and Applied Optics
- 影响因子:--
- 作者:王玉荣;董国艳;孟祥锋;蔡履中;沈晓霞;张浩;徐先锋;程学彩
- 通讯作者:程学彩
其他文献
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