二维光子准晶透镜成像的机理研究

批准号:
61405058
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
刘建军
依托单位:
学科分类:
F0502.光子与光电子器件
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓霞、胡学鹿、李耘云、陈新亮
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
二维光子准晶透镜因可阵列化与集成化并能完美成像而成为光子准晶应用领域的重要分支及研究热点。然而,其成像特性与电介质折射率及透镜尺寸的定量关系,透镜厚度极限与宽度极限应满足的尺寸极限关系式均尚待确立,其成像机理及所涉负折射效应均尚存争议。本项目拟基于十重光子准晶,采用时域有限差分法分析二维光子准晶平板透镜成像特性与电介质折射率及透镜尺寸的定量关系,导出透镜厚度极限与宽度极限应满足的尺寸极限关系式,建立聚焦成像分析模型以描述其成像机理,提出双直线轨道探测方法以探测分析二维光子准晶楔形棱镜负折射效应,且尺寸极限关系式、成像机理及双直线轨道探测方法将可应用于各重二维光子准晶结构。本项目将为基于二维光子准晶透镜及棱镜的微结构集成光学器件的结构设计、性能分析与应用推广提供重要器件参数、理论依据与方法指导。
英文摘要
Two-dimensional (2D) photonic quasicrystal (PQC) lens has become an important branch and a research hot-spot in the field of the PQC application, due to its properties of array, integration, and perfect imaging. However, the quantitative relationships between the imaging characteristic and the refractive index of the dielectric, the size of the lens, and the relationship of size limits between the thickness limit and the width limit of the lens still need to be established. The mechanism of imaging and the negative refraction effect involved are still controversial. This project is based on a decagonal PQC. The quantitative relationships between the imaging characteristic and the refractive index of the dielectric, the size of the lens will be analyzed by finite-difference time-domain method. The relationship of size limits between the thickness limit and the width limit of the lens will be deduced. The focusing and imaging analysis model to describe the mechanism of 2D PQC flat lens imaging will be proposed. A double-straight-line-track detection method that can be used to detect and analyze the negative refraction effect of the 2D PQC wedge-shaped prism will be studied. The relationship of size limits, the imaging mechanism and the double-straight-line-track detection method will be applied to every fold 2D PQC structure. This project will provide important device parameters, theory reference and methodology for the structural design, performance analysis and wide adoption of applications for the microstructure integrated optical device based on 2D PQC lens and prism.
二维光子准晶透镜因可阵列化与集成化并能完美成像而成为光子准晶应用领域的重要分支与研究热点。然而,其成像特性与电介质折射率及透镜尺寸的定量关系,透镜厚度极限与宽度极限应满足的尺寸极限关系式均待确立,其成像机理及所涉负折射效应均存争议。本已完成项目基于十重Penrose排列及介质柱型光子准晶,提出了平行扫描方法并分析了二维光子准晶楔形棱镜的折射特性,且发现其折射特性不存在稳定性。分析了二维光子准晶平板透镜成像特性与电介质折射率及透镜尺寸的定量关系,并发现了双聚焦效应及环形光子局域现象。引入了“环形光子流主通道”的概念并给出了严格的定义。建立了二维光子准晶平板透镜的“临界状态宽度分析模型”并得到了透镜可发生稳定聚焦的宽度极限及厚度极限。建立了“双光子流光束干涉聚焦分析模型”并提出了一些重要假设,且由此得到了二维光子准晶透镜宽度极限、厚度极限及聚焦波长三者满足的尺寸极限关系式及成像机理。本已完成项目的研究结果将为基于二维光子准晶透镜及棱镜的微结构集成光学器件的结构设计、性能分析与应用推广提供重要器件参数、理论依据与方法指导。
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
DOI:10.1364/josaa.33.002108
发表时间:2016-10
期刊:Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision
影响因子:--
作者:Weicheng Cai;E. Liu;B. Feng;Wei Xiao;Hongfei Liu;Ziming Wang;Shuo Wang;Taiyuan Liang;
通讯作者:Weicheng Cai;E. Liu;B. Feng;Wei Xiao;Hongfei Liu;Ziming Wang;Shuo Wang;Taiyuan Liang;
Generation of terahertz hollow beams by a photonic quasi-crystal flat lens
通过光子准晶平面透镜产生太赫兹空心光束
DOI:10.7567/apex.9.062003
发表时间:2016-05
期刊:Applied Physics Express
影响因子:2.3
作者:B. Feng;E X. Liu;Z. M. Wang;W. C. Cai;H. F. Liu;S. Wang;T. Y. Liang;W. Xiao;J. J. Liu
通讯作者:J. J. Liu
Three waveguides directional coupler based on two dimensional square lattice photonic crystal
基于二维方格光子晶体的三波导定向耦合器
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Acta Optica Sinica
影响因子:1.6
作者:K. Su;Z. M. Wang;J. J. Liu
通讯作者:J. J. Liu
Planar scanning method for detecting refraction characteristics of two-dimensional photonic quasi-crystal wedge-shaped prismsPlanar scanning method for detecting refraction characteristics of two-dimensional photonic quasi-crystal wedge-shaped prisms
二维光子准晶楔形棱镜折射特性检测的平面扫描方法用于检测二维光子准晶楔形棱镜折射特性的平面扫描方法
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Journal of the Optical Society of America A
影响因子:--
作者:J. J. Liu;W. Tan;E X. Liu;H. L. Hu;Z. G. Fan;T. H. Zhang;X. Zhang
通讯作者:X. Zhang
Width dependence of two-dimensional photonic quasicrystal flat lens imaging characteristics
二维光子准晶平面透镜成像特性的宽度依赖性
DOI:10.1080/09500340.2015.1092608
发表时间:2016-04
期刊:Journal of Modern Optics
影响因子:1.3
作者:J. J. Liu;E X. Liu;Z. G. Fan
通讯作者:Z. G. Fan
非厄米系统中的声学量子自旋霍尔效应研究
- 批准号:2020JJ4161
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2020
- 负责人:刘建军
- 依托单位:
二维Stampfli-Triangle光子晶体的拓扑角态及其性能与机理研究
- 批准号:62075059
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59万元
- 批准年份:2020
- 负责人:刘建军
- 依托单位:
国内基金
海外基金
