三维磁光光子晶体飞秒激光直写技术研究

磁光效应作为最基本的光学效应，其发展受到磁光材料性质的限制。磁光光子晶体概念的提出为磁光效应的研究开发提供了新的契机，但加工技术一直是制约磁光光子晶体研究的瓶颈。本项目研究飞秒激光直写技术在三维磁光光子晶体制备中的应用，探索磁光光子晶体新的高效制备方法。针对磁光材料中特殊的圆偏振光双折射、固有磁矩等物理性质，我们将研究磁光材料中飞秒光损伤的物理性质，确定飞秒光损伤区域空间尺度、折射率、手性、费尔德系数等变化；研究外加磁场对飞秒光损伤的影响，探索磁场调控的飞秒微加工方法；探索三维磁光光子晶体缺陷的飞秒激光写入技术，比较各种缺陷写入方式的优劣；制作三维磁光光子晶体，检验其光学性能，由此优化飞秒激光直写技术。通过上述研究，解决三维磁光光子晶体飞秒激光直写技术的基本科学及技术问题，为三维磁光光子晶体这一高性能动态光学器件的发展提供支持。

通过本项目资助，我们在磁光光学微结构的飞秒写入技术、光学性质等方面进行了探索，完成了项目预期目标，取得良好成果。. 在项目资助下，我们共发表论文9篇。两篇论文发表在Optics Express （IMF 3.59）杂志上，两篇均为Virtual Journal for Biomedical Optics (VJBO)杂志收录（分别为Vol. 5, Issue 7, Apr. 26, 2010，以及Vol. 7, Issue 8, Aug. 2, 2012），一个工作在J. Phys. Chem. C（IMF4.80）杂志上发表。一篇文章投往Plasmonics（IMF 2.989），审稿意见为经过小修改后发表。多篇文章正在整理中。. 我们的研究结果显示，磁光材料中飞秒光损伤区域处，折射率调制可以为正，而费尔德系数则存在下降。通过调整写入光强度、扫描速度等参数，我们可以在磁光材料中写入单模磁光波导，且磁光特性得到良好的保留。利用飞秒脉冲多光束干涉方法，可以实现多种二维对称性的光学微结构。我们研究了亚波长波导中相向传输的相干光的光场传输特性，并利用亚波长波导实现了稳定的准三维纳米粒子光俘获。我们研究了球壳型纳米颗粒中对称破缺对颗粒消光系数的影响，结果显示，对称破缺可以有效地调整球壳型纳米的消光峰，不仅可以使消光峰红移至近红外波段，而且可以通过偏振实现对消光峰的二维调节。光学微结构的荧光、透射特性受到纳米结构中光局域、共振等效应的影响。利用光学微结构，我们可以实现荧光增强、透射光调制等操作。. 通过本项目的资助，先后有6名研究生攻读硕士学位，其中4人获得硕士学位。一人攻读博士学位。. 项目组重视国际交流。先后有5人次参加国际会议，其中，境外国际会议2人次，境内国际会议3人次，共有四个工作在国际会议上进行口头报告。接待国外合作单位人员5人次。