孙树林团队提出超构表面调控表面波的新原理

发布时间:2023-03-07 

片上光学器件具有小型化、多功能、易集成等独特优势,在信息通讯、光学传感、增强光与物质相互作用等方面具有广泛应用,是未来微纳光学发展的重要方向之一。然而,如何实现片上器件光场的高效自由调控一直是领域的核心挑战。人们大多采用传统棱镜、布拉格衍射器件等片上光场调控器件,但却存在体积大、多模式、效率低等问题,特别是无法实现亚波长量级的精准光场控制,这极大限制了片上光场的调控能力。

近日,复旦大学信息科学与工程学院孙树林研究员课题组与物理学系周磊教授团队合作,提出利用几何相位超构表面实现近场表面波在片上体系中自由调控的新机理,实现了表面波定向偏折、表面波聚焦、艾里表面波光束激发等效应,最高工作效率可达93%,该调控思想具有普适性,可以进一步拓展至近红外等高频段。2023223日,相关研究成果以 Efficiently Controlling Near-Field Wavefronts via Designer Metasurfaces”为题发表在ACS Photonics上,得到不同审稿人的高度评价:“The rationale and results are very interesting”、“The proposed idea and related applications are interesting to me”。

该论文提出了一种基于超构表面调控片上器件中表面波面内传输的全新方法,具有完美波矢匹配、亚波长调控、高效率、单模式、易集成等多种优势,可实现任意复杂的片上光学体系中的光场调控效应。复旦大学信息学院为论文第一单位,复旦大学信息学院在读博士研究生潘威康和物理学系博士后王卓博士为共同第一作者,复旦大学信息学院孙树林研究员和物理学系周磊教授为论文的通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市科技创新行动项等基金的支持。

 

论文信息:Weikang Pan, Zhuo Wang, Yizhen Chen, Xiaoying Zheng, Shiqing Li, Xinzhang Tian, Qiong He, Lei Zhou*, Shulin Sun*,“Efficiently controlling near-field wavefronts via designer metasurfaces”,ACS Photonics DOI: 10.1021/acsphotonics.2c02009.

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.2c02009