Emerging metasurfaces and two-dimensional materials have opened promising opportunities for developing novel photonic devices. The proposed project focuses on implementing a mid-IR phased-array optical antenna with dynamically controlled pattern,which is based on metasurfaces comprising graphene modulated metal plasmonic antennas. The project also contributes to address the fundamental problem of optical application: how to effectively and controllably modulate the amplitude and phase of light in a given material with fixed dielectric constant. To achieve these goals, we will explore the design, fabrication and optimization of graphene/nano-plasmonic antennas, as well as related key technology problems such as modulation of amplitude and phase responses, protype devices that are able to dynamically adjust the main pattern, and the possibility to mold optical wavefronts into arbitrary shapes. The project will benefit a variety of important applications, such as mid-infrared light ranging and detection, free-space communication and biomedical imaging.
超颖表面和二维材料的兴起,为光学器件的发展提供了新的契机。本项目从光学雷达及自由空间通讯等先进光学系统对可重构平面光学天线的急切需求出发,拟研究开发一套具有动态可调方向图(暨对给定入射光,由电信号控制出射光幅度相位在空间中分布)的中红外超颖表面相控阵光学天线,探索在给定材料中获得对光线传播波面的幅度和相位的大范围动态调控的重要科学问题。项目重点研究基于金属等离激元微结构与石墨烯复合的可调控纳米光学天线,开发器件的设计、制作与优化等方法,系统地发展外电场对单个天线单元幅度与相位响应的调制,并进一步深入研究由多个天线阵列合成任意形状光传播波面的原理,获得主瓣方向可电扫描的超颖表面中红外光学相控阵天线原型器件。项目同时力争为发展以相位作为新的调控自由度,实现高集成、功能化的平面光学器件提供科学依据和技术基础。
超颖表面和二维材料的兴起,为光学器件的发展提供了新的契机。本项目从光学雷达及自由空间通讯等先进光学系统对可重构平面光学天线的急切需求出发,拟研究开发一套具有动态可调方向图(暨对给定入射光,由电信号控制出射光幅度相位在空间中分布)的中红外超颖表面相控阵光学天线,探索在给定材料中获得对光线传播波面的幅度和相位的大范围动态调控的重要科学问题。项目重点研究基于金属等离激元微结构与石墨烯复合的可调控纳米光学天线,开发器件的设计、制作与优化等方法,系统地发展外电场对单个天线单元幅度与相位响应的调制,并进一步深入研究由多个天线阵列合成任意形状光传播波面的原理,获得主瓣方向可电扫描的超颖表面中红外光学相控阵天线原型器件。项目同时力争为发展以相位作为新的调控自由度,实现高集成、功能化的平面光学器件提供科学依据和技术基础。
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数据更新时间:2023-05-31
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