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2014年

双曲色散超材料研究新进展

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2015年10月20日    浏览:

  双曲色散超材料是指色散曲线为双曲线型的一类人工超常光学材料,具有增强自发辐射,光学负折射,光学超分辨成像以及慢光等特殊的光学效应。
  武汉光电国家实验室陈林副教授一直从事人工超常电磁材料的研究。当国际上各个研究小组聚焦于手征、局域表面等离激元等基于共振原理的超材料研究时,陈林研究组一直致力于双曲色散超材料的理论与实验研究。首先提出了三维双曲色散超材料结构实现对空间八个距离亚波长点的远场超分辨成像[Optics Express 17(5), 3903–3912 (2009)],此外,还提出了一种可调谐的双曲色散超材料的超分辨成像结构,克服成像窄带的限制[Optics Express 21(18), 20888–20899 (2013)]。近期基于双曲色散超材料慢光的原理,提出了基于双曲色散超材料的宽频带通滤波器件 [Optics Express 23 (9), 11657-11664 (2015)],以及理论和实验证实了一种宽频隐身吸波器[Scientific Reports 5, 15367 (2015)]。
  针对基于手征超材料等偏振控制器件存在转化效率低,螺旋超材料制备复杂等难题,最近研究生朱华、殷祥、陈林副教授和千人学者李洵教授合作,进一步拓展了双曲色散超材料在电磁偏振控制领域的应用,提出了基于双曲色散超材料波导阵列的偏振控制器件。具有矩形截面的双曲色散超材料波导阵列中不同偏振态表现出极其差异化的传输特性,具有极大的双折射率(为传统材料的几十倍)。所提出的器件可以实现如允许特定偏振态的电磁波通过或线性-圆偏振转换、线性-椭圆偏振转换以及垂直线性偏振转换等类似于偏振器或四分之一波片以及半波片的功能。该偏振控制器件具有以高转化效率、器件厚度远小于波长、可调双折射效应等优点,为电磁波的偏振控制提供了一种新的,有效的手段。
  2015年10月15日,该研究成果“ 基于各向异性超材料波导的光波偏振控制研究”(Manipulating light polarizations with a hyperbolic metamaterial waveguide)发表在Optics Letters (Vol. 40, Iss. 20, PP. 4595-4598, 2015)上。该工作得到了国家自然科学基金 (11474116)、武汉光电国家实验室主任基金的资助。

     结构示意图及实现对不同偏振控制功能

文章链接:
https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-40-20-4595
陈林副教授简介:
http://www.wnlo.cn/tutor_show.php?catPath=0,1,408&catID=418&articleID=4176
李洵教授简介:
http://www.wnlo.cn/tutor_show.php?catPath=0,1,408&catID=418&articleID=3227

(责任编辑:陈智敏)