我院在表面光场调控研究取得新进展 [2018-10-12]

　　中国科学技术大学物理学院光学与光学工程系微纳光学与技术课题组（王沛教授、鲁拥华副教授、张斗国副教授）在表面光场调控研究取得新进展。成果以“Lens for Efficient Focusing of Bloch Surface Waves ”为题，于11月10日在线发表于国际知名学术期刊Phys.Rev.Applied（10,044032（2018））。该工作详细研究了手性结构参数对焦场调控的影响，提出了使得布洛赫表面波( BSW)的焦场调控效率最大化的方法，为基于多层介质膜的光场调控及片上集成光子器件的实现奠定了坚实的理论基础。博士生雷欣瑞为本论文的第一作者，鲁拥华副教授为该论文的通讯作者。
 　　该研究团队一直致力于微纳光学、表面等离激元光学以及光场调控及应用等方面研究。近一年来在介质多层膜人工微纳结构理论、表面光场调控及其应用方面研究取得了系列进展：
 　　理论分析了等效介质理论在全介质深亚波长多层膜结构中的失效问题，并提出了解决方法，为解决多层介质膜的电磁场问题提供了便利【Physical Review B, 2017, 96(3): 035439】；基于多层介质膜布洛赫表面波特性研究，实现了两种偏振（TE和TM）的BSW互相转换，可有效用于发展多层膜基高精度传感及纳米光子集成器件应用【Physical Review Applied, 2018, 9(2): 024008】，在此基础上成功实现了多种二维光子器件，如反射镜、分束器、偏振转换器和单刀双掷开关【Physical Review Applied, 2018, 10(2): 024032】；将聚合物纳米线（120nm）与多层介质膜复合，解决了聚合物纳米线无法导光的技术难题，实现了一维布洛赫表面波超衍射极限光传输【Nat.Commun., 2017,8,14330】，为一步发展多层介质膜基纳米线激光及片基集成器件奠定了基础；设计构建了多层介质膜基微纳结构表面调控布洛赫表面波，实现了无衍射布洛赫表面波超长距离传输【ACS Nano., 11, 5383-5390 (2017)】，并进一步通过调控入射光场，耦合银纳米线，实现了动态、可重构、可调控的布洛赫表面波光场【ACS Nano,11(10),10446-10451(2017)】；将介质布洛赫表面模与银纳米线激元波导模杂化耦合，极大地降低了SPP纳米波导传输损耗，有效推进了SPP光子器件集成化应用【Nano Letters,18,1152-1158 (2018)】。
 　　以上相关成果对实现新型纳米光子芯片、器件、集成以及超分辨成像、超高灵敏探测传感等提供了坚实的理论基础和创新的技术方案。
 　　相关工作得到了科技部、国家自然科学基金委等项目经费的支持；相关样品制作工艺得到了中国科学技术大学微纳研究与制造中心的仪器与技术支持。