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    博彩游戏平台:我国学者与海外合作者在极化激元光学领域取得进展

    日期 2021-09-08   来源:工程与材料科学部   作者:赖一楠 陈克新 熊杰 郝亚楠  【304永利集团游戏官网 】   【打印】   【304永利集团游戏官网

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    图1 方解石“幽灵”声子激元的实验及理论研究:A.方解石声子激元的频率及光轴色散特性;B. 方解石“幽灵”声子激元的模式分布

      在国家自然科学基金项目(批准号:51925203、62075070、11704085)等资助下,华中科技大学李培宁和张新亮教授、国家纳米科学中心戴庆研究员、新加坡国立大学仇成伟教授及纽约州立大学Andrea Alù教授组成的联合研究团队在极化激元光学领域取得进展,发现了一种新的声子激元“幽灵”模式。研究成果以“体块各向异性晶体中的幽灵双曲表面极化激元(Ghost hyperbolic surface polaritons in bulk anisotropic crystals)”为题,于2021年8月18日在线发表于《自然》(Nature)杂志上。论文链接为:http://432.3366705.com/570/articles/s41586-021-03755-1。

      表面声子激元是一种存在于材料表界面上的电磁模式,具有半光子—半声子的属性,能够实现亚衍射极限的光场压缩,因而可用作集成光子芯片中信息的载体,实现在纳米尺度上的光信息传输和处理。此前已知的表面模式和体模式两种声子激元难以兼顾高光场限域和高激发效率,这就限制了它们在实际纳米光子学器件中的应用。因此,寻找一种能够结合表面模式和体模式两者优势的声子激元新模式成为本研究领域的一个重要突破方向。

      研究团队回归传统晶体材料以求取得突破,通过发挥在样品制备、近场光学表征、电磁仿真计算等方面的优势,在方解石晶体与光轴成一定夹角的晶面上发现了一种新的声子激元“幽灵”模式(图1A)。该模式具有高光场局域、低传输损耗、强双曲色散等特点,尤其是该模式在晶面法向兼具行波和消逝波的特征(图1B),因而可由来自晶体一侧的远场红外光直接激发而无需借助光学天线,这就给声子激元的激发提供了新的途径,博彩游戏平台:为新型红外光子器件的设计带来了便利。

      该成果一方面革新了此前关于极化激元光场约束能力与其激发效率之间相互制约关系的固有观念,另一方面也说明以方解石为代表的传统光学材料也可能蕴含新现象,其可大规模制备并易于加工的特性有助于声子激元模式在红外光谱传感、超分辨聚焦成像、纳米尺度辐射调控等诸多方面的实际应用。




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