物理科学与技术学院学术报告:超材料先进光学物理与应用

报告题目:超材料先进光学物理与应用

报告人:董建文教授  中山大学物理学院

报告时间:2019 1121日(星期四上午10:00

报告地点:苏大本部致远楼213

报告邀请人:高雷

报告摘要:人类科学技术的发展离不开对材料世界的认识和改造。随着先进材料制备与微纳加工技术的逐渐发展成熟,人们可以更灵活地改造、设计新型的结构材料,以获得想要的光学性能。光学超材料作为新型光电材料,以其异乎寻常特性,突破了天然材料和传统材料的性能局限。近年来,人们通过设计人工原子的几何构型和排列方式在光学超材料中发现了丰富的物理现象和原理,并提出了调控光场的新型微纳光学器件。报告将主要介绍团队近期在微纳拓扑光子学方面的最新进展,并简要介绍超透镜用于白光三维成像工作。

微纳拓扑光子学突破传统单一自由度调控框架,聚焦多自由度关联调控新机制,是后摩尔时代的关键核心原理与技术。最近,(1)我们在绝缘硅(SOI)上制备出能谷光子晶体平板,证实了拓扑保护宽带抗散射光传输现象,实现了亚微米量级耦合长度的宽带光路由行为,验证了能谷-赝自旋耦合的一阶拓扑光学原理。(2)基于二阶拓扑光学原理,分别设计和制备了工作波段在微波和近红外的二阶拓扑光子晶体,并对其中的零维拐角模式进行了实验测量,证实了其中的拓扑保护光局域现象。(3)面向微纳硅基光子晶体平板体系,通过打破对称性分析,提出了两种新型的光学拓扑相——叠层偏振相和叠层混合相,实现了叠层-方向锁定、高透射震荡传输等新现象。上述发现为硅基光电子芯片与光波导中的高效低损宽带光信息传输与处理,如光传输、光局域和光耦合等方面,提供了的共性支撑原理与技术。除了电磁波面内传播研究外,我们还研究了超材料面外的光学成像应用。最近,我们在CMOS工艺兼容的氮化硅薄膜上制备了60×60的超透镜阵列,实现了430 ~ 780?nm的连续消色差的点阵聚焦(效率为47%),初步演示了白光集成成像实验。上述工作有望在集成光学传感与成像新技术,如光场相机、光学三维成像、虚拟/增强现实等领域得到进一步推广与应用。

报告人简介:董建文,中山大学教授,教育部青年长江学者,国家优青。曾在美国加州大学伯克利分校、香港科技大学做访问学者。围绕新型光信息传输与处理,长期从事人工非均匀材料(超材料)中多维光场调控及其在光信息系统中的应用基础研究,重点在光子晶体与超构表面、拓扑光子学、纳米光子学、光学全息等方面。发表70多篇杂志论文,如Nature Materials, Physical Review Letters, Nature CommunicationsLight: Science & ApplicationsNanophotonics等。研究成果入选ESI高被引论文、“2017中国光学十大进展-基础研究”。主要学术兼职包括全国光学青年学术论坛副主席、中国物理学会“拓扑物理与器件”分会主席、中国激光杂志社青年编委等。作为执行主席,举办了2019粤港澳超构材料与微纳光学应用专题研讨会。



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