我校光學工程學科在“非對稱表面等離子波激發(fā)”研究中取得重要成果

天大人

　　本站訊（通訊員 李清）近日，天津大學精儀學院太赫茲光子學團隊利用太赫茲近場顯微掃描技術，在“非對稱表面等離子波激發(fā)”研究中取得了重要進展。相關研究成果以“Asymmetric excitation of surface plasmons by dark mode coupling”為題發(fā)表在《Science》雜志子刊《Science Advances（科學進展）》上（鏈接：http://advances.sciencemag.org/content/2/2/e1501142.full）。該刊物是《Science》雜志社在2015年初啟刊的綜合性、數字化雜志，是目前《Science》雜志的主干子刊，旨在快速發(fā)表整個自然科學領域具有原創(chuàng)性、突破性的研究成果。　　

　　表面等離子激元是亞波長光子學研究領域內的一個前沿熱點課題，在等離子光學電路、傳感和通訊等方面具有十分重要的應用前景。而實現表面等離子激元的可控激發(fā)與傳輸對其應用具有重要意義。近年來，方向性地激發(fā)表面等離子波主要依靠激發(fā)單元間的遠場干涉效應，而通常忽略或避免單元間的近場耦合效應。電磁誘導透明（EIT）是量子力學中的經典效應。而超材料中的EIT效應吸引了研究人員的廣泛興趣。通過控制兩個諧振模式，即眀模和暗模之間的耦合，可以在一個透射率很低的諧振谷中誘導出一個高透射率的透明窗口。天津大學博士研究生張學遷、許全在韓家廣教授和張偉力教授的指導下將EIT中的暗場耦合機制引入到表面等離子激元的研究中，極大地提高了控制非對稱表面等離子波激發(fā)的自由度，在太赫茲波段，利用亞波長結構單元實現了強度可調諧、激發(fā)方向可±90°翻轉的表面等離子波的激發(fā)與調控。該團隊長期致力于太赫茲光子學及其功能器件的研究，在太赫茲波產生、探測和人工電磁媒質等研究領域取得了多項具有國際原創(chuàng)性的研究成果。相關研究進展分別發(fā)表在《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Physical Review Letters》等國際著名學術刊物上。其中2015年發(fā)表在《Nature Communications》上關于石墨烯-硅太赫茲二極管調制器的工作近期在2015中國光學重要成果發(fā)布會上入選“2015中國光學重要成果”。

　　天津大學提出的非對稱表面等離子波激發(fā)的新機制為發(fā)展表面等離子激元功能器件奠定了重要基礎，并在太赫茲片上系統(tǒng)研究中有著十分重要的應用前景。參與該項研究工作的合作單位包括英國伯明翰大學、美國東北大學、及沙特阿普杜拉國王科技大學。該工作得到了國家科技部973計劃、重大科學儀器專項、自然科學基金重點項目、國際合作重點項目、教育部創(chuàng)新團隊計劃和太赫茲協同創(chuàng)新中心的資助。

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