科研动态
超颖表面器件研究取得新进展

日期:2014-09-30 阅读:1158

信息来源:盛政明研究组

近日,上海交通大学物理与天文系激光等离子体实验室的郑君博士、电子信息与电气工程学院的叶志成博士及其合作者在超颖表面器件研究上取得重要突破。他们利用一维纳米金属结构实现了新型偏振分光器件和全息显示,将超颖材料(Meta-material)的实用化推进了一大步。论文发表于Nature 旗下期刊《Scientific Reports》【Scientific Reports4, 6491 (2014)】,并在工业界主导的2014年国际信息显示大会(SID Display Week)上被评选为研究热点。世界科技研究资讯网Phys.org对该研究工作进行了专访,认为该工作创新性地提出并实现了“a unique method for controlling photons with a 1-D metasurface that, by integrating diffraction, waveguide, and plasmonic effects, is fundamentally distinct from 2-D or 3-D methods”。

光学超颖材料具有很多新奇特性和重要应用前景,但瓶颈在于人们设计的纳米结构过于精密和复杂,以及光学效率低、工作波段窄和对入射角度敏感。利用更加高效的物理机制,简化结构,降低对工艺和设备的依赖,才能使超颖材料实用化成为可能。

郑君和叶志成等研究人员巧妙地结合了非共振的纳米金属狭缝波导和光栅衍射的内禀特性,提出一种独特的一维超颖表面结构。如图1所示,他们制备出金属厚度几十纳米、狭缝宽度百纳米的双层金属光栅超颖表面器件,使TE(横电场)和TM(横磁场)偏振光表现出截然不同的反射和衍射特性,实现了宽角度、宽波段、高效率的反射式偏振分束。更进一步,他们将这种超颖性质和全息的条纹结构相结合,提出了一种只有TM偏振光才能够再现图像的、更为安全的超颖全息防伪方案,实验结果见图2。此外,这种新型的超颖表面有望在新型显示器、激光器、集成光学、以及太赫兹光学和非线性光学上得到广泛应用。

本工作受到了国家自然科学基金(No. 11374214& No. 61370047)的资助。

相关链接:http://www.nature.com/scientificreports

http://phys.org/news/2014-10-flatland-knew-ye-unique-d.html

http://www.displayweek.org/2014/Program/3D.aspx

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