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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 极各向异性全介质超表面中导模等频线的直接成像

    摘要： 在这项工作中，我们研究了一种基于绝缘体上硅平台的全介质超表面，用于调控可见光和近红外光谱范围内的导模。通过傅里叶模态方法进行数值模拟，我们证明该超表面激发的导模同时支持类双曲和椭圆色散机制。我们采用结合高折射率固体浸没透镜的背焦平面显微镜，直接观测导模（表面波）的等频轮廓。色散关系的重建清晰揭示了不同色散机制之间的转变过程。

    关键词： 傅里叶显微镜，全介质超表面，等频轮廓，傅里叶模态法，色散重构，表面波

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 利用全介质超表面产生偏振敏感调制光学涡旋

    摘要： 由光的螺旋模式产生的光学涡旋（OVs）在光操控、成像及光通信领域具有广泛应用。此外，具有调制波前的调制光学涡旋（MOVs）可为粒子分选和微机电系统驱动提供新途径。传统MOV生成装置包括空间光调制器、螺旋相位板等，但这类笨重设备难以应用于高度集成化光学系统。其他MOV生成器通常为静态且偏振不敏感。本研究提出一种全介质超表面来产生偏振敏感型MOVs——通过在相位分布中加入切向调制因子可调控OVs的强度图案，通过定制硅柱几何参数实现对正交偏振的独立操控。实验验证该超表面对不同偏振输入能分别产生环形光束与辐射对称涡旋光束，且通过调节偏振角可动态调谐MOVs的强度图案。该成果有助于光学操控研究，并可进一步拓展至可见光与近红外波段。

    关键词： 传播相位、全介质超表面、中红外、偏振态、调制光学涡旋

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 全介质太赫兹超表面中的导模共振

    摘要： 衍射波与光栅中的波导模式耦合会产生导模共振（GMR）。这种共振在宽背景中具有可设计的线宽和共振强度，因而被广泛应用于可见光和红外波段的众多领域。本研究在低损耗全介质超表面中实现了太赫兹导模共振——该结构由石英基底上周期性排列的硅长方体组成二维方晶格。这些硅长方体阵列同时充当衍射光栅和平面片状波导，从而形成太赫兹导模共振。斜入射时观测到两个频率失谐的明显共振峰，且随着入射角增大，两共振峰的频率差逐渐增加。但当入射角极小时，这两个反向传播的共振峰会因相消干涉形成连续体中非辐射对称性?；さ氖刻?。全介质硅超表面中的导模共振有望应用于高效太赫兹器件开发，例如具有角度光谱选择性的高Q值透射滤波器、超快调制器及自由空间耦合器等。

    关键词： 导模共振、连续体中的束缚态、全介质超表面、太赫兹

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 磁光超表面中的连续态束缚态

    摘要： 我们分析了连续体束缚态共振引起的全介质超表面磁光效应的增强机制。在所研究的结构中，采用铋取代钇铁石榴石纳米盘构成的正方形晶格，并将空气孔偏离盘轴设置，由此实现的磁光偏振效应和强度效应分别达到0.7°和22%。

    关键词： 连续体中的束缚态、磁光效应、全介质超表面、铋掺杂钇铁石榴石

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 全介质超表面：光学非线性与发射控制

    摘要： 在这项工作中，我们展示了砷化镓超表面中由米氏模式增强的谐波产生和非线性频率混频结果。此外，我们还展示了嵌入超表面的量子点发射的增强和方向性控制。

    关键词： 非线性频率混频、半导体超表面、全介质超表面、二次谐波产生

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用全介质超表面实现彩色打印与全息术的同步光谱与空间调制

    摘要： 超表面具有以前所未有的超高分辨率调控光的相位、振幅甚至光谱响应的卓越能力，因而备受关注。本文提出并实验验证了一种新型超表面器件，通过亚波长尺度同步调制光谱与空间响应，将彩色印刷与计算机全息术集成于单层介质超表面中。该设计在白光照射下呈现微观彩色图像，同时在红绿激光照射时远场可投射出两幅不同的全息图像。我们选用非晶硅二聚体与纳米鳍作为构建单元，并采用改进的并行Gerchberg-Saxton算法获取具有任意空间形态的多幅子全息图，实现图像索引排列的同时避免相位信息损失。该方法可进一步拓展超表面的设计自由度。通过像素级光谱与空间调控，单层器件能引入多组独立信息，其附加的复杂性与增强的信息容量有望应用于信息安全与防伪等新兴领域。

    关键词： 光谱与空间调制、彩色印刷、超表面全息图、全介质超表面

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 高效全介质超表面技术延伸至深紫外波段

    摘要： 近年来，研究人员已展示出多种在红外和可见光波段工作的高性能全介质超表面，为高效、多功能且紧凑的光子系统铺平了道路。然而，针对紫外（UV）波段设计的超表面研究却明显不足——该光谱区域承载着光刻、光谱学、天文学、医疗治疗和高分辨率成像等重要应用。遗憾的是，由于常用材料（如硅、二氧化钛、氮化镓）存在极高的光学损耗，直接将红外/可见光超表面的工作频率缩放至紫外波段极具挑战性。本研究报道了可在深紫外波段工作的低损耗全介质紫外超表面。该超表面基于氧化铪（HfO?）——这种非晶态介质材料作为集成电路制造中的高介电常数（高k）材料被广泛应用，具有5.8电子伏特的宽带隙特性。我们开发了独特的达马斯金工艺：先通过低温原子层沉积（ALD）在图案化光刻胶上沉积HfO?，再采用氩离子铣削进行背面刻蚀，从而制备出具有笔直光滑侧壁的高深宽比HfO?纳米结构（图1a）。我们展示了多种偏振无关的紫外超表面器件，包括在364和325纳米近紫外波段以高达75%效率工作的衍射极限聚焦透镜（超透镜）、全息投影仪（超全息图）和自加速光束发生器。例如，NA=0.6的超透镜在325纳米波长下的实测强度分布显示出具有圆形对称焦斑的聚焦效果（图1b），其第一暗环直径接近理论衍射极限值。通过缩小超表面关键尺寸，我们在创纪录的266纳米深紫外波段实现了高效率超全息图（图1c），其工作图像显示该266纳米超全息图的实测效率达60%（图1d）。最后，我们展示了几何复杂度更高的266纳米自旋复用超全息图，效率最高达61%。本研究为紧凑型多功能紫外平面光学系统奠定了基础。

    关键词： 深紫外、紫外波长、高效、全介质超表面、光子系统

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性全介质超表面全息技术

    摘要： 非线性全息超表面因其实际应用潜力而受到广泛研究。迄今为止，非线性全息超表面仅通过等离子体纳米天线实现，但存在高吸收损耗和低损伤阈值的问题。本文提出并实验验证了一种新型非线性全息超表面机制。与传统研究不同，这种全介质超表面由C形硅纳米天线构成：入射激光通过其基频共振增强，而产生的三次谐波（THG）信号则通过高阶共振重新分配至空气间隙区域，显著降低了短波长处的吸收损耗，实现了高达230倍的增强因子。通过在C形元件中引入0至2π的突变相位变化，我们首次利用硅超表面高效生成了青色和蓝色THG全息图。该研究将为非线性全介质超表面的发展提供重要启示。

    关键词： 非线性全息图，超表面，全介质超表面，高阶共振

    更新于2025-09-09 09:28:46