As the bridge of traditional optics and nanomaterials, metamaterials are artificial materials engineered to have properties that may not be found in nature. Metamaterials can powerfully tune the production, propagation, modulation and conversion of optical beams. Currently, the studies about the optical characteristics of traditional metamaterials and their applications have been becoming the forefront of international research and the competitive interest in new technology fields. However, the studies about the new effects and phenomena of gradient metamaterials are in the beginning stage. We will carry on the studies about tuning optical characteristics of the gradient metamaterials and applications from theoretical and experimental directions in this project. We will aim to improve the anomalous optical characteristics and produce new effects of gradient metamaterials under the action of scalar and vector beams. Moreover, we will make clear of the relationships between the conversion efficiency, bandwidth, polarization of anomalous beams and the polarization, phase, amplitude, incident angle of incident beams. Then, we will study new schemes of tuning and producing new optical beams by designing different geometries of gradient metamaterials. Based on different tuning mechanisms of new materials, we will further study dynamically tuning optical characteristics of gradient metamaterials by adding new materials into the key position of gradient metamaterials. We hope to promote the development of gradient metamaterials in the nanophotonics devices and applications, and form our own characteristics and advantages in the international research field by carrying on this project.
作为传统光学和纳米领域的桥梁,超材料是近年来新出现的一类新型人工复合结构材料,它对光的产生、传播、调制和转换等基本性质有着强大的调控能力。目前,对传统超材料光学特性及其应用的研究已经成为当今国际研究前沿和新技术领域竞争热点。但是,对梯度渐变超材料新效应和新现象的研究才刚刚起步。本项目拟从理论和实验两方面开展对梯度渐变超材料光学特性调控及应用的研究,研究标量光束和矢量光束作用下梯度渐变超材料反常光学特性的提高和新效应的产生,揭示其转化效率、带宽和反常光偏振同入射光偏振、相位、振幅和入射角度的关系;设计不同结构的梯度渐变超材料,获得应用梯度渐变超材料调控和产生新型光场的新方法;基于不同的调控机制,将新材料加入到梯度渐变超材料关键位置,进行梯度渐变超材料光学特性的动态调控研究。我们希望通过本项目的开展,推动梯度渐变超材料在纳米光子学器件中的应用发展,争取在该领域的国际研究中形成自己的特色和优势。
超材料作为传统光学和纳米领域的桥梁,是近年来新出现的一类新型人工复合结构材料。本课题以梯度渐变超材料中新效应和新现象的研究为基本出发点,通过理论分析、结构设计、模拟验证和实验测试等基本手段对梯度渐变超材料的光学性能进行测试和表征,针对具体的关键科学问题进行系统和深入的研究和探索。通过对梯度渐变超表面的结构参数、组成材料和结构对称性的设计,实现了对光场相位、振幅、偏振态的多种有效控制,揭示了梯度渐变超表面转化效率、带宽和反常光偏振同入射光偏振、相位、振幅和入射角度的关系;设计实现了不同结构的梯度渐变超材料,实现了对光场波前的有效控制和多种新型矢量光束的产生;基于全新的调控机制,将石墨烯加入到梯度渐变超材料关键位置,开展了梯度渐变超材料光学特性的动态调控研究。相关研究推动了梯度渐变超材料在纳米光子学器件中的应用发展,为信息光学中光学系统的小型化、轻质化和集成化提供了新的可能。
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数据更新时间:2023-05-31
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