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中科院物理所在雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究中取得進(jìn)展 非對稱輻射是電磁波在微納尺度亞波長結(jié)構(gòu)（如光子晶體、超表面等）中相反傳播方向上表現(xiàn)出的振幅和相位差異性，通過打破光學(xué)超表面空間對稱性實(shí)現(xiàn)的非對稱輻射因其豐富的物理內(nèi)涵和在微納光學(xué)器件中的廣闊前景而備受關(guān)注。然而，通常光學(xué)超表面實(shí)現(xiàn)的非對稱輻射表現(xiàn)為器件兩側(cè)的輻射差異，而受限于納米結(jié)構(gòu)的空間可控性，在超表面同一側(cè)實(shí)現(xiàn)非對稱輻射仍頗具挑戰(zhàn)性，亟需系統(tǒng)的機(jī)制探討和創(chuàng)新的調(diào)制策略，推動(dòng)非對稱輻射在微納光學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。 中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心微加工實(shí)驗(yàn)室李俊杰團(tuán)隊(duì)長期聚焦于微納光子學(xué)器件加工、設(shè)計(jì)及功能集成方面的研究，并在主動(dòng)調(diào)控超透鏡（Nat. Commu. 2023）、可編碼光子路由超表面(Aad. Funct. Mater. 2024)、內(nèi)稟雙折射手性超表面(Phy. Rev. Lett. 2025)等方面取得重要進(jìn)展。最近，該團(tuán)隊(duì)在雙層超表面的設(shè)計(jì)和可控加工上開展研究，利用對準(zhǔn)套刻工藝獲得了層間距、層間偏移等雙層結(jié)構(gòu)的特征結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確控制，為實(shí)現(xiàn)單側(cè)非對稱輻射的超表面奠定了基礎(chǔ)。 基于雙層納米結(jié)構(gòu)的套刻加工工藝，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并加工了一種兩層結(jié)構(gòu)完全相同的雙層超表面，每層結(jié)構(gòu)均由二氧化鈦納米圓盤按照六方晶格排列構(gòu)成，每層結(jié)構(gòu)都具有面內(nèi)C2對稱性（圖a）。理論分析表明，通過偏移同時(shí)打破雙層超表面的面外鏡面對稱性和面內(nèi)C2對稱性，實(shí)現(xiàn)對于動(dòng)量空間中遠(yuǎn)場偏振態(tài)的調(diào)控，面內(nèi)波矢k||和-k||在動(dòng)量空間從相同的遠(yuǎn)場偏振態(tài)（圖b）變?yōu)椴煌▓Dc），表現(xiàn)為位于雙層超表面同側(cè)，相反角度入射時(shí)的光輻射差異，即單側(cè)非對稱輻射。制備的雙層超表面樣品（圖d），在角分辨微區(qū)光譜儀測試中成功觀察到單側(cè)非對稱輻射現(xiàn)象（圖e）。定義相反角度入射時(shí)的透射率差為單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度，進(jìn)一步分析了單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度隨偏移量（圖f）和入射角度（圖g）的變化趨勢。在x方向偏移量為0.4μm，入射角度為±10°時(shí)，獲得最大單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度為0.1。團(tuán)隊(duì)所提出的單側(cè)非對稱輻射機(jī)制，本質(zhì)上是通過打破對稱性，調(diào)控其遠(yuǎn)場偏振態(tài)，實(shí)現(xiàn)相對角度光輻射的差異，是對非對稱輻射類型和調(diào)控方法的重要補(bǔ)充，有助于一系列納米光學(xué)器件如單向激光發(fā)射器的設(shè)計(jì)。  圖.a 超表面單元結(jié)構(gòu)的構(gòu)型和對稱性示意圖；b 完全對齊時(shí)樣品的對稱遠(yuǎn)場極化分布；c 偏移量為0.4μm樣品的非對稱遠(yuǎn)場極化分布；d 偏移量為0.4μm樣品的掃描電子顯微鏡圖，比例尺：1µm；e 偏移量為0.4μm樣品的角分辨透射光譜；f 非對稱輻射強(qiáng)度隨偏移量的變化；g 非對稱輻射強(qiáng)度隨入射角的變化；h 文章封面圖。 該工作以“Unilateral Asymmetric Radiation in Bilayer Metasurfaces”為題，于2025年4月24日發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上，并被選為Inside Front Cover（圖h）。微加工實(shí)驗(yàn)室碩士生譚俊豪為第一作者，李俊杰研究員、潘如豪和王博副研究員為共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃和北京市科技計(jì)劃等項(xiàng)目及懷柔綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置的支持。 全文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202501156 |
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tassy 2025-09-04 00:00雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究進(jìn)展
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jeremiahchou 2025-09-04 00:06基于雙層納米結(jié)構(gòu)的套刻加工工藝，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并加工了一種兩層結(jié)構(gòu)完全相同的雙層超表面，每層結(jié)構(gòu)均由二氧化鈦納米圓盤按照六方晶格排列構(gòu)成，每層結(jié)構(gòu)都具有面內(nèi)C2對稱性（圖a）。理論分析表明，通過偏移同時(shí)打破雙層超表面的面外鏡面對稱性和面內(nèi)C2對稱性，實(shí)現(xiàn)對于動(dòng)量空間中遠(yuǎn)場偏振態(tài)的調(diào)控，面內(nèi)波矢k||和-k||在動(dòng)量空間從相同的遠(yuǎn)場偏振態(tài)（圖b）變?yōu)椴煌▓Dc），表現(xiàn)為位于雙層超表面同側(cè)，相反角度入射時(shí)的光輻射差異，即單側(cè)非對稱輻射。制備的雙層超表面樣品（圖d），在角分辨微區(qū)光譜儀測試中成功觀察到單側(cè)非對稱輻射現(xiàn)象（圖e）。定義相反角度入射時(shí)的透射率差為單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度，進(jìn)一步分析了單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度隨偏移量（圖f）和入射角度（圖g）的變化趨勢。在x方向偏移量為0.4μm，入射角度為±10°時(shí)，獲得最大單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度為0.1。團(tuán)隊(duì)所提出的單側(cè)非對稱輻射機(jī)制，本質(zhì)上是通過打破對稱性，調(diào)控其遠(yuǎn)場偏振態(tài)，實(shí)現(xiàn)相對角度光輻射的差異，是對非對稱輻射類型和調(diào)控方法的重要補(bǔ)充，有助于一系列納米光學(xué)器件如單向激光發(fā)射器的設(shè)計(jì)。
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phisfor 2025-09-04 06:27中科院物理所在雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究中取得進(jìn)展
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redplum 2025-09-04 07:08中科院物理所在雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究中取得進(jìn)展
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likaihit 2025-09-04 07:09中科院物理所在雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究中取得進(jìn)展
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churuiwei 2025-09-04 08:17中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心微加工實(shí)驗(yàn)室李俊杰團(tuán)隊(duì)
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lijinxia 2025-09-04 08:25基于雙層納米結(jié)構(gòu)的套刻加工工藝，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并加工了一種兩層結(jié)構(gòu)完全相同的雙層超表面，每層結(jié)構(gòu)均由二氧化鈦納米圓盤按照六方晶格排列構(gòu)成，每層結(jié)構(gòu)都具有面內(nèi)C2對稱性（圖a）。理論分析表明，通過偏移同時(shí)打破雙層超表面的面外鏡面對稱性和面內(nèi)C2對稱性，實(shí)現(xiàn)對于動(dòng)量空間中遠(yuǎn)場偏振態(tài)的調(diào)控，面內(nèi)波矢k||和-k||在動(dòng)量空間從相同的遠(yuǎn)場偏振態(tài)（圖b）變?yōu)椴煌▓Dc），表現(xiàn)為位于雙層超表面同側(cè)，相反角度入射時(shí)的光輻射差異，即單側(cè)非對稱輻射。制備的雙層超表面樣品（圖d），在角分辨微區(qū)光譜儀測試中成功觀察到單側(cè)非對稱輻射現(xiàn)象（圖e）。定義相反角度入射時(shí)的透射率差為單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度，進(jìn)一步分析了單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度隨偏移量（圖f）和入射角度（圖g）的變化趨勢。在x方向偏移量為0.4μm，入射角度為±10°時(shí)，獲得最大單側(cè)非對稱輻射強(qiáng)度為0.1。團(tuán)隊(duì)所提出的單側(cè)非對稱輻射機(jī)制，本質(zhì)上是通過打破對稱性，調(diào)控其遠(yuǎn)場偏振態(tài)，實(shí)現(xiàn)相對角度光輻射的差異，是對非對稱輻射類型和調(diào)控方法的重要補(bǔ)充，有助于一系列納米光學(xué)器件如單向激光發(fā)射器的設(shè)計(jì)。
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小王加油 2025-09-04 08:29雙層光學(xué)超表面
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北極星的天空 2025-09-04 08:33中科院物理所在雙層光學(xué)超表面相關(guān)研究中取得進(jìn)展
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jabil 2025-09-04 08:59Thanks for this information 👍