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2017-09-30 23:37 |
長春理工大學在手性超表面研究中獲得進展
近日，長春理工大學光電工程學院微納光子學實驗室提出了一種雙層手性超表面，理論和數(shù)值模擬顯示，該超表面表現(xiàn)出種全新的光學手性破缺現(xiàn)象。相關研究成果發(fā)表在《光學快報》上(Optics Express, DOI: 10.1364/OE.25.023051, IF:3.307)。論文第一作者是碩士生趙建行，共同作者有劉智穎教授和周見紅教授。該工作獲得了國家自然科學基金項目和“111”計劃的支持。 c7mKE`
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超材料，作為具有超常物理性質的一種人工合成材料備受關注。作為超材料的一個分支,手性超材料展現(xiàn)出很多超常性質。由極化轉換二色性發(fā)展而來的非對稱傳輸特性，具體體現(xiàn)為同一種偏振光從相反的兩個方向正入射，其中一個方向的入射光會因為超表面在共振波段的交叉耦合效應而增強透射，同時透射光會因此產(chǎn)生交叉極化轉換從而產(chǎn)生入射光的正交偏振態(tài)。而另一個方向的入射光卻不會激發(fā)超表面的交叉耦合效應而被阻擋。該性質可以用于微型偏振調控器件的制作，是當前手性超材料的研究熱點之一。 / WQ.,a
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目前，關于非對稱傳輸現(xiàn)象的大部分研究都集中在如何提高非對稱傳輸效果上，即研究非對稱系數(shù)的大小。該課題組成員另辟蹊徑，引入超材料的另一種經(jīng)典效應——等離激元電磁誘導透明效應（plasmonic analogue of electromagnetically induced transparency effect, EIT-like effect），在不打破結構對稱性的基礎上，在一特定狹窄波段上打破非對稱傳輸效應，取而代之的卻是對稱傳輸效果。 .IW`?9O$E
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該課題組成員在原本表現(xiàn)出非對稱傳輸效應的雙層手性超表面中，添加周期結構的納米棒，在上下兩層中分別激發(fā)相互耦合的亮模和暗模。對于手性結構，高損耗的亮模直接與入射光耦合，產(chǎn)生較寬的非對稱傳輸通帶；納米棒的引入，由于近場耦合效應，可以激發(fā)一個低損耗的暗模，亮模與暗模的耦合，產(chǎn)生相干相消效應，抑制了手性場，在非對稱傳輸通帶內產(chǎn)生了一個光學手性破缺的透明窗口。該手性破缺窗口的波段可以通過改變納米棒的長度自由調控。由于EIT現(xiàn)象對折射率的高靈敏特性，該超表面既為生物、化學傳感器的設計提供了一個新路徑，又可將EIT現(xiàn)象引入光學偏振調控器件設計中。 %a/3*vz/I%
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原文鏈接：https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-19-23051 v
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