新型人工电磁材料Fano谐振及其电磁场局域增强的理论与实验研究

基本信息
批准号:61201083
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:史金辉
学科分类:
依托单位:哈尔滨工程大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:刘晓瑜,朱正,刘冉,王玥坤,孙帅,余胜武
关键词:
能量局域增强Fano谐振交叉偏振滤波器超材料
结项摘要

The asymmetric Fano resonance has been known as a characteristic feature of interacting quantum systems since it was found in 1961. Fano resonances found in metamaterials have received much attentin due to their potential applications in sensors, switching, nonlinear, slow light and active devices. In this project, Fano resonances in metamaterials are studies and local field enhancement is investigated theoretically and experimentally, then crossed polarization filter is achieved. We will design positive and negative metamaterials with low losses and investigate tunability of Fano resonances. By use of the finite element method, the electromagnetic field distributions are presented and local field enhancement is emphasized, and the corresponding measurements will be completed. We will propose a scheme of crossed polarization filter and present both theoretical and experimental results. The project has scientific importance to understand interaction between the molecules in Fano-type metamaterials since we investigate local electromagnetic field enhancement of Fano resonance. The studies on Fano-type crossed polarization filer will accelerate practical applictions of metamaterial-based devices.

自1961年Fano谐振被发现以来,它已经成为描述相互作用的量子体系最重要的性质之一。新型人工电磁材料中Fano谐振在传感、开关、非线性、慢光、有源器件等方面的潜在应用使其受到了研究者的重视。本项目旨在研究新型人工电磁材料的Fano谐振,开展其电磁场局域增强效应的理论与实验研究,并设计基于Fano谐振的交叉偏振滤波器。设计多种正、负结构低损耗的新型人工电磁材料,研究Fano谐振的可调谐性。利用有限元数值模拟法给出新型人工电磁材料的空间电磁场分布,重点研究电磁场局域增强现象,完成相应的实验测试。提供交叉偏振滤波器的设计方案,给出理论与实验测试结果。本项目探索Fano新型人工电磁材料的电磁场局域增强现象,对揭示Fano型人工电磁材料结构单元之间的相互作用具有一定的科学研究价值。实现Fano型交叉偏振滤波器件也将促进新型人工电磁材料功能器件的实用化。

项目摘要

超材料能够实现自然材料所不具备的奇异电磁特性,作为多学科交叉的前沿领域为新型光电器件、信息处理等开辟了新途径。本项目主要研究了新型人工电磁材料的Fano谐振,开展其电磁场局域增强效应、偏振特性的理论与实验研究。工作主要包括(1)研究新型人工电磁材料中Fano谐振形成的机理,探索Fano谐振的可调谐性,探讨新型人工电磁材料的局域增强效应,设计并研究了多带交叉偏振滤波器,并完成新型人工电磁材料性能的"主动调制"研究。(2)研究新型人工电磁材料Fano谐振之间的耦合效应,研究了新型人工电磁材料电磁诱导透明的调控方式,实现了效率超过90%的双带非对称传输现象,进一步探索了新型人工电磁材料领域新的物理现象,如50%带宽的宽带手性和效率100%的相干完美吸收特性。(3)制备实验样品,对所制作新型人工电磁材料进行实验测试。实验研究入射偏振态、入射角度等对新型人工电磁材料性能的影响,测试了Fano谐振性能和超材料的偏振特性。项目在Physical Review B、Applied Physics Letters、Optics Letters、Scientific Reports等国际一流刊物上发表论文26篇,引起了同行关注。新型人工电磁材料的迅速发展很可能对新一代光学器件和光电子技术的发展产生革命性的影响。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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