光電子與激光技術團隊在“微納超快光子學”領域
的研究取得重要進展
近日，2003网站太阳集团光電子與激光技術團隊的多項研究成果分别在德國著名物理學期刊《物理學年鑒》(Annalen der physik，SCI二區，影響因子3.039)、美國光學學會(OSA)旗下top期刊《光學快報》(Optics Express，SCI二區，影響因子3.307)和斯普林格旗下期刊《表面等離子光子學》(Plasmonics，SCI三區，影響因子2.139)等國際期刊上發表。
1.表面等離子體方向
表面等離激元是在金屬表面區域的一種自由電子和光子相互作用而形成的電磁波。表面電荷振蕩與光波電磁場之間的相互作用使得表面等離激元具有很多獨特且有意義的性質，如亞波長、場高度局域及局域場增強等特性，使得其在光電集成、生物傳感、分子探測、新型高效能源等領域發揮巨大作用。
近年來，各種不同形狀的亞波長金屬小孔的光透射特性被廣泛研究，如：圓形孔、太極形孔、矩形孔、H-形孔、三角孔等亞波長孔，表明單元孔的形狀對表面等離子效應影響顯著。我院光電子與激光技術團隊通過對亞波長圓尖端孔陣列研究了邊緣尖端的表面等離子體效應，發現當孔的陣列周期不變時，邊緣尖端的銳度、個數以及邊緣尖端分布均通過影響表面等離子體共振模對增強光透射現象有着顯著影響。結果表明：歸一化透射峰的峰值可通過邊緣尖端分布與入射光的偏振方向來調控，該研究成果：“Dependence of Surface Plasmons on Unit Structure Edge Sharp Features”于2017年6月1日在等離光子學領域著名期刊《Plasmonics》上發表，物理電子學專業碩士研究生盛佳兵為第一作者，王新林教授為通信作者。此項研究成果較系統地研究了表面等離激元效應的單元結構特征依賴性，其對揭示增強光透射現象的物理機制有着顯著意義，同時為構建不同功能的新型等離子體器件提供了理論指導。
論文鍊接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11468-016-0326-y
在前述研究基礎上，我院光電子與激光技術團隊鑒于當前的表面等離激元光開關存在結構複雜，尺寸較大，難以集成，需要外界泵浦光控制，并且不可避免的存在泵浦光對信号光及後續光路的幹擾等，設計一種特殊結構，實現了有效的緊湊型微納光開關；通過改變入射光的偏振方向可實現“開”和“關”操作，其具有結構簡單、方便操作及無泵浦光幹涉等優點。這一研究成果：“A Compact Optical Switchvia Plasmonics of Subwavelength Circular-Sharp Hole Arrays in Metal Films”于2017年11月13日在德國著名物理期刊《Annalen der physik》上發表，物理電子學專業碩士研究生孫太明為第一作者，鄧志象博士、王新林教授為共同通信作者。該項研究成果提出的光開關設計為表面等離子體光子器件的設計提供了新思路，拓展了金屬微納結構在通信及信息處理領域的應用範圍。
論文鍊接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/andp.201700299/full
2.微納光纖傳輸方向
光纖傳輸是以光導纖維為介質進行的數據、信号傳輸。光傳輸系統由三個部分組成，即光源、傳輸介質和檢測器。然而，超連續譜光源是一種脈沖激光光源，具有相對于可調諧激光器更寬的光譜範圍，廣泛應用于熒光成像、寬頻光譜學、光學同調斷層掃描術等領域。高階孤子分裂是超連續譜産生過程的主要機制之一，當前高階孤子分裂主要是通過傳輸介質的特性來控制，具有可控性差等特點。我院光電子與激光技術團隊與英國阿斯頓大學劉軍博士及湖南大學趙楚軍教授等合作研究，基于光學視界理論，提出并實現通過外部輸入弱線性波主動調控高階孤子絕熱分裂過程；其通過改變外部輸入弱線性波的峰值功率和相對中心頻率位置方式等，實現了高階孤子分裂的主動控制過程。該項研究成果：“Active control of adiabatic soliton fission by external dispersive wave at optical event horizon”于2017年11月3日在美國光學學會旗下權威期刊《Optics Express》上發表，2003网站太阳集团為第一單位，鄧志象博士為第一作者，劉軍博士與王新林教授為共同通信作者。該項研究成果将可能應用于改進超連續譜光源以及操控光學流氓波形成等方面，也為未來超快邏輯線路實現開辟了新的思路。
論文鍊接:https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-23-28556
延伸閱讀：
Annalen der physik是德國著名物理類期刊，曆史悠久，創刊于1797年。愛因斯坦、普朗克等諾獎級物理學家都在該雜志上發表過學術論文。該雜志是物理學JCR分區中的SCI二區刊物，2016年影響因子3.039。
Optics Express是由美國光學學會（OSA）出版的開放獲取期刊，重點關注光學與光子學領域的研究熱點。期刊編委會由世界知名光學與光子學專家組成。根據2017年6月湯森路透公司發布的最新期刊引證報告（JCR2016），該雜志是物理學JCR分區中的SCI二區top期刊，2016年影響因子3.307。
