基于倏逝波辐射的多维光场调控及应用研究

基本信息
批准号:11674167
项目类别:面上项目
资助金额:71.00
负责人:李涛
学科分类:
依托单位:南京大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王漱明,王雨淋,陈绩,王曙曙,徐贝贝,李涵梦,赵陈晨
关键词:
微纳结构中光的调控表面等离激元亚波长光学与光子学光与微纳结构相互作用倏逝波
结项摘要

This project aims to study the hot topic in field of optics - multi-dimensional manipulation of optical field. It is proposed to take the evanescent wave of surface plasmon polariton, guide mode in dielectric waveguides and fibers as the excitation source, to be scattered, diffracted, or radiated by micro/nano structures with respect to its wavelength, phase, and polarization. It is expected to realize applications like generation of OAM, vector beam, holographic display, etc. Nowadays, the design of metasurface has advanced the research of optical field manipulation. However, it still suffers from several obstacles- bandwidth, loss, dynamic control, and integration level. Here, the proposed scheme is based on the conversion from evanescent wave to radiation wave, where the propagation process offers us one more dimension for manipulation. Although this two-steps process would possibly reduce the efficiency, it does provide a new avenue to overcome other blocks (especially for multiplexing and compact integration). Moreover, it is quite worth revealing the microscopic mechanism of the evanescent near-field wave interacting with the micro/nano structures. Based on the theoretical and experimental approaches, this project focuses on the fundamental physics with certain extents to possible applications. We expect in the exploration on new designs and we can work out applicable devices for the micro/nano photonics.

本项目针对当前光学领域的前沿课题“光场的多维调控”开展研究,提出将金属表面等离激元、介质波导模、光纤模式的表面倏逝场作为激发源,通过与人工设计的微纳结构的近场散射过程,综合调控结构的米散射、相干衍射和共振辐射,从波长、相位、偏振等多个自由度实现对空间光场进行调控,拟实现多维调控的空间角动量光束、矢量光场、全息成像等功能。当前,基于亚波长设计的超表面研究大大推动光场调控的发展。不过,它在带宽、损耗、动态调控及高集成度等方面还存在缺陷。本项目所提出的倏逝波与空间光转换过程中的光场调控思想,引入了倏逝波自身传播过程,为调控增加了新维度。这可能会一定程度上降低效率,但为克服其它瓶颈(特别是多维复用和高集成度)提供了新思路。另外,具有矢量特征的近场倏逝波与结构的散射机理还值得深入探讨。本项目理论与实验相结合,以基础研究为主向应用拓展,期望在发展新原理的同时开发出具有实际应用前景的微纳光子器件。

项目摘要

本项目针对基于波导中的导波/倏逝波与空间光场的辐射转换进行多维光场调控,在等离激元波导、介质波导、超构表面等系统进行波长、相位、偏振等多个自由度的调控。经过四年的努力,我们系统开展了等离激元辐射全息、介质波导的模式复用全息、超构表面消色差以及光谱变焦成像,以及空间光到导模转换、非线性转换等研究,阐明几类导波及其表面倏逝波与微纳结构相互作用及其散射、衍射的机理,发展出可集成波导模式的新型光场调控手段。主要成果总结如下:(1)提出基于表面等离激元传播复用的全息方法实现四重低串扰的等离激元散射全息成像,并进一步在金属/介质杂化波导中实现了基于模式复用导波全息;(2)开发了空间光场到等离激元/介质波导模式的转换设计,实现了轨道角动量光束的拓扑荷数检测以及基于铌酸锂波导的非线性倍频产生;(3)系统研究了超构表面多个相位机制的联合调控,实现了宽带消色差透镜、波长调控的光谱层析成像、以及高度集成的大视场显微成像;(4)揭示了波导阵列中特殊的耦合效应,用正负耦合等离激元波导阵列演示了无质量狄拉克粒子传输,拓扑波导阵列中零模耦合构建的稳健性耦合器,非厄米项实现了严格零模恢复等新颖效应。相关研究为开发多波长、高分辨、宽视场、大景深等特性成像功能,实现基于微纳结构设计的新型光子器件提供了指导。相关成果共发表论文22篇(包括Nature Nanotech. 2篇,Nature Commun. 1篇,Light Sci. Appl. 1篇,Nano Letters 1篇,Phys. Rev. Lett. 2篇,Laser Photon. Rev. 2篇等,及综述1篇)。项目承担人收到国际/国内会议及相关学术单位邀请做邀请报告或专题讲座/公开课四十余次。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

论大数据环境对情报学发展的影响

论大数据环境对情报学发展的影响

DOI:
发表时间:2017
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
5

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018

李涛的其他基金

批准号:60904025
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21874124
批准年份:2018
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:31200613
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41776192
批准年份:2017
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:51708123
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11904171
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41776112
批准年份:2017
资助金额:71.00
项目类别:面上项目
批准号:50579002
批准年份:2005
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81271364
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:60373110
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:31171351
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:51309110
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81503278
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81630030
批准年份:2016
资助金额:275.00
项目类别:重点项目
批准号:60573130
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31700534
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900075
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101857
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61004032
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901642
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771708
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:31602182
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10704036
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61801136
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61572334
批准年份:2015
资助金额:67.00
项目类别:面上项目
批准号:81373253
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81572328
批准年份:2015
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:81670872
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81874178
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:41302172
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471042
批准年份:2014
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:61573189
批准年份:2015
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:21506197
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21667031
批准年份:2016
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51673114
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41206174
批准年份:2012
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51708439
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41772196
批准年份:2017
资助金额:79.00
项目类别:面上项目
批准号:61601113
批准年份:2016
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71263009
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11174136
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:91850204
批准年份:2018
资助金额:350.00
项目类别:重大研究计划
批准号:30600485
批准年份:2006
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51609197
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81570441
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51205042
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51809193
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10901009
批准年份:2009
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901047
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81730059
批准年份:2017
资助金额:295.00
项目类别:重点项目
批准号:51874061
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81372250
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:10774187
批准年份:2007
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:41401281
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21402004
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301776
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30772585
批准年份:2007
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:70703037
批准年份:2007
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81130024
批准年份:2011
资助金额:270.00
项目类别:重点项目
批准号:61308020
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39500051
批准年份:1995
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41461073
批准年份:2014
资助金额:51.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61672112
批准年份:2016
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:31501808
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61306076
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91332205
批准年份:2013
资助金额:300.00
项目类别:重大研究计划
批准号:30400427
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71774082
批准年份:2017
资助金额:48.00
项目类别:面上项目
批准号:30901444
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11404373
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41161083
批准年份:2011
资助金额:52.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11904390
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872498
批准年份:2008
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:81901378
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31900813
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39770276
批准年份:1997
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:30671916
批准年份:2006
资助金额:8.00
项目类别:面上项目
批准号:81301886
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401643
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40763003
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:90303009
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81072929
批准年份:2010
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:81770815
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61202005
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270934
批准年份:2012
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:61872200
批准年份:2018
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51908437
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21905078
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30470625
批准年份:2004
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:61173159
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:30600228
批准年份:2006
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21473064
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:11604214
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872955
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31672161
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50908224
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41761106
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51179004
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11301306
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51679103
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:20973068
批准年份:2009
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
批准号:81773172
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:20873047
批准年份:2008
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:31000113
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81272077
批准年份:2012
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:21575133
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31101057
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71904094
批准年份:2019
资助金额:17.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81660500
批准年份:2016
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21701110
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81870201
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81802151
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41501120
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61873123
批准年份:2018
资助金额:16.00
项目类别:面上项目
批准号:30801088
批准年份:2008
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902195
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41106140
批准年份:2011
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31501887
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31470082
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:81400564
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51704052
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11674391
批准年份:2016
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:81602550
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81341104
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51405469
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60873246
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:30971156
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:30530300
批准年份:2005
资助金额:155.00
项目类别:重点项目
批准号:69605004
批准年份:1996
资助金额:12.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700014
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10974090
批准年份:2009
资助金额:42.00
项目类别:面上项目
批准号:30600691
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81500066
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61472385
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51508556
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11174364
批准年份:2011
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:60973012
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:U1736212
批准年份:2017
资助金额:251.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81100180
批准年份:2011
资助金额:14.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91851118
批准年份:2018
资助金额:80.00
项目类别:重大研究计划
批准号:31201710
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

磁流体对光纤倏逝波的作用机理及其磁场传感应用研究

批准号:61475147
批准年份:2014
负责人:董新永
学科分类:F0503
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

基于功能核酸的倏逝波并行重金属检测方法的研究

批准号:21377065
批准年份:2013
负责人:何苗
学科分类:B0607
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
3

基于内壁波导型毛细管光纤的倏逝波在线生化传感器

批准号:61007053
批准年份:2010
负责人:杨兴华
学科分类:F0503
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于微纳光纤倏逝波的油中溶解乙炔传感机理与试验研究

批准号:51807088
批准年份:2018
负责人:江军
学科分类:E0705
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目