In this proposal, we will study the artificial micro structures with deep subwavelength scale,especisally focus on the formation mechanism and new phenomena of deep subwavelength artificial bandgap, as well as their effective applications of new devices and technology. Our project mainly includes these facets: we will study the deep subwavelength effects caused by the band gap formation mechanism of resonant coupling system and the related far-field exchange and near-field coupling hybrid mechanism. The mechanism of radiation near field interference, the effect on the induced special photon bound state and photon transport behavior in deep subwavelength materials will be studied. We will discuss the influence of the effects of electromagnetic field reconfiguration and strong localization of deep subwavelength materials on the properties of atomic (or artificial atom) dynamics, quantum interference, electromagnetic induced transparency,photonic bandgap topological effect, photon-spin orbit coupling and so on. We will explore the possibilities of designing deep subwavelength microstructural elements and the coupling arrangement, and study the properties of coupling states between the elements in the periodic array and the regulation mechanism for the far-field direction synthesis characteristics. The research results of the project not only have important scientific significance, but also have extensive guiding significance to the application of related devices.
该项目计划研究具有深亚波长特征的人工微结构材料,探索深亚波长人工光子带隙形成的新机理和新现象,推动它们对新器件和新技术的应用。研究内容主要包括:研究共振耦合体系的带隙形成机制及相关远场交换与近场耦合杂化机制所导致的深亚波长效应,研究深亚波长材料中辐射近场干涉机制、其诱导的特殊光子束缚态以及对光子输运行为的影响;探讨深亚波长材料的电磁场重构效应及强局域性原子(或人造原子)动力学特性、量子干涉调控机理、电磁自感透明、光子带隙拓扑效应、光子-自旋轨道耦合等的影响;设计深亚波长微结构单元与耦合排列方式,研究周期阵列中单元间的耦合态及其对远场方向综合特性的调控机理。项目的研究成果不仅有重要的科学意义,而且对相关器件的应用有广泛的指导意义。
人工光子带隙调控新材料是光子调控研究的重要领域。本项目主要研究具有深亚波长特征的人工微结构材料,探索深亚波长人工光子带隙形成的新机理和新现象。主要研究包括:(1)材料微结构对近场特性及与辐射系统相互作用的影响:间接量子干涉效应,由双曲特异表面引发的极子方向性发射和长距离量子纠缠,各向异性铁氧体三层结构中的Casimir力的研究,夹层波导中原子手性相互作用,具有拓扑保护的长程非互利性,波导中近场光源的特性,微结构对辐射的影响,二维黑磷超表面对共振荧光的影响,二维光学拓扑绝缘体中量子激发器与边界态的相干作用,耦合腔阵列存在时量子点之间相互作用;(2)腔量子电动力学(QED)系统中光场性质及光子阻塞现象:原子-腔QED 系统腔内光场的量子统计性质,单模腔和原子组成的腔量子电动力学系统中光场的输入-输出关系,腔QED系统中实现一级和二级量子相变,能级非简谐性和量子干涉相消诱导的光子阻塞,电磁场诱导具有超辐射行为的强双光子阻塞,范德华相互作用对双光子阻塞现象的影响,由超辐射产生压缩光等。本研究不仅对推动基础学科发展有重要科学意义,而且对高新技术的突破具有战略意义。
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数据更新时间:2023-05-31
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