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超表面非线性光子学研究取得进展

发布时间: 来源: 中国科学院

非线性光学技术是全光信号处理、生物医学成像和量子信息等前沿领域的重要技术,受传统材料非线性光学效应弱、依赖强激光源和长相互作用距离等问题限制,难以满足集成化、低功耗纳米光子器件的发展需求。介电常数近零(ENZ)材料具有超快、超强的非线性光学效应,有望解决这一难题。基于准连续域束缚态(Q-BIC)的微纳结构通过高品质因子共振显著增强光与物质的相互作用,为调控非线性光学效应开辟了新途径。然而,Q-BIC体系存在的窄带宽特性及其对结构参数的极端敏感性,严重制约其实际应用。如何在微纳尺度下突破高品质因子与工作带宽之间的制约关系,实现高性能光子器件的设计与制备,已成为当前光子集成领域亟待解决的关键问题。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

针对上述问题,中国科学院西安光学精密机械研究所研究团队首次提出了准导模(Q-GM)与ENZ模式强耦合的非局域超表面结构设计,通过引入周期扰动实现第一布里渊区折叠,构建出角度可调的高品质因子Q-GM,突破传统 Q-BIC的波矢和波长限制。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

该耦合机制具有如下优势:Q-GM与ENZ模式之间的强场重叠效应产生了260meV的能级反交叉分裂,显著增强非线性光学效应;正入射条件下,超表面的非线性折射率系数达到In2I=3.8×10-13m2/W,比ENZ薄膜的非线性系数提升了3个数量级,有效降低片上非线性光子器件功耗;得益于Q-GM在宽波矢的高品质因子,实验测量超表面非线性系数随入射角的增加具有鲁棒性,实现了宽带可调的强非线性光学效应。研究成果为开发具有大角度、多波长调控的非线性光子器件提供了新的技术路线,在集成光子学、全光信号处理及生物传感成像等领域展现出应用潜力。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

近日,相关研究成果以Enhanced the Tunable Nonlinearity of Epsilon-Near-Zero Nonlocal Metasurface by Quasi-Guided Mode为题,发表在《激光与光子学评论》Laser & Photonics Reviews)上。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

论文链接gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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(a)三维结构(b)测量与仿真的线性透射谱。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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(a)无ENZ薄膜的能带折叠(b)共振透射峰与结构参数的关系。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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正入射时测量与仿真的(a)非线性折射率系数(b)非线性吸收系数。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

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斜入射的线性光学特性(a)不同入射角度下实验与仿真的线性透射谱;(b)电场分布以及共振透射峰与入射角度的关系。gXO速刷资讯——每天刷点最新资讯,了解这个世界多一点SUSHUAPOS.COM

薛定谔提出生命以负熵为生。普里高津提出耗散结构理论,进一步阐释了能量在有序结构演化中的作用。生物组装体展现出这种能量耗散的特性。当前,科学家借助化学手段,构建了多种耗散组装体系,获得了瞬态结构和性质。而   “我们愿在中国式现代化的浪潮中为科技强国贡献一份青春力量!”  “参与大赛这些年,看着我们在课堂里的知识笔记一步步变成了田野里的实践论文,感慨万分。”  11月13日,教育部在北京召开学习贯彻落实习近平总书记   近年来,笔者先后在北京、江苏、山东、陕西、河南、黑龙江、云南等地多所重点高中进行复习课教学指导,与相关学校高三年级的各学科教师就课堂观察情况进行座谈交流。笔者发现,不少复习课都一 2024年11月14日,浙江省湖州市长兴县水木花都幼儿园组织开展“留住文化根脉 玩转非遗皮影”活动,孩子们近距离接触皮影戏艺术,学习皮影戏表演技艺,了解非遗知识,感受传统文化的魅力。浙江省湖州市 中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员 刘冉冉 李建平 蒋颖妍 记者 刘盾)近日,庆祝孙中山先生创办中山大学100周年大会暨创新发展论坛在中山大学举行。何为大学?“诞生于民族危难之际,成长于革命建 中国教育报-中国教育新闻网讯(记者 程墨 通讯员 田寿永 陈灏)近日,2024年世界职业院校技能大赛总决赛医药卫生赛道康复治疗技术小组争夺赛在湖北职院举行,来自全国29个省、自治区、直辖市的58支 。

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