暨南大学在光学超表面研究领域取得重要进展

发布：cyqdesign 2022-08-17 22:21 阅读：3420

近日，暨南大学光子技术研究院李向平、邓子岚教授团队在光学超表面研究领域取得重要进展，其最新研究成果以“Planar chiral metasurfaces with maximal and tunable chiroptical response driven by bound states in the continuum”为题，于2022年7月15日发表于《Nature Communications》上。暨南大学史坦博士、邓子岚教授以及中国科学院物理所耿广州工程师为该工作的共同第一作者，暨南大学邓子岚教授、李向平教授以及中国科学院物理所李俊杰研究员为共同通讯作者。此外，澳大利亚国立大学、美国纽约市城市大学、新加坡南洋理工大学、新加坡国立大学的合作者也为这项研究做出了贡献。

光与特定的几何形状相互作用会产生手性效应，包括圆二色性(Circular Dichroism)和旋光性(Optical activity)，表现为左/右旋圆偏振光照明之间的强度和相位响应差异。光学手性响应容易在三维(3D)光子结构中实现，然而这依赖于苛刻的3D纳米制造技术，实用性受限。二维(2D)或平面结构已经展示出具有偏振转换特性的平面手性光学响应，然而，由于吸收及散射损耗的存在，同时实现最大手性响应与超高Q因子仍具有挑战性，阻碍了诸多基于强手性光与物质相互作用的应用场景。BIC是提高纳米光子结构Q因子的有效解决方案，将BIC与手性纳米结构相结合，有望扩展光学手性响应的应用场景。

本研究工作提出了一种基于连续域中束缚态(BIC)的平面手性超表面，在光学频段实现了同时具有超高品质(Q)因子和超高圆二色性(CD)的手性响应。通过调控C2超原子的面内结构非对称度，获得了理论线性CD与非线性CD均接近1；实验线性CD高达0.93，非线性CD高达0.81的近完美平面手性响应。研究成果有望应用到特定偏振态激光、手性非线性光学器件等领域。

该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、广东省“珠江人才计划”引进创新创业团队项目、广东省杰出青年科学基金等项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-31877-1

关键词：光学超表面

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