北理工光電學(xué)院在光學(xué),、材料及信息交叉學(xué)科取得系列進(jìn)展
發(fā)布日期：2016-11-27 供稿：光電學(xué)院 陳冰昆
編輯：辛嘉洋 審核：鄒銳 閱讀次數(shù)：學(xué)科交叉點(diǎn)是科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生新理論、新發(fā)明的突破口,。光學(xué)工程是一門與信息,、材料、能源,、生命,、儀器、計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)等學(xué)科緊密結(jié)合和交叉融合的學(xué)科,。近年來(lái)，光學(xué)與納米材料的碰撞,，給新型顯示,、健康照明等領(lǐng)域帶來(lái)了新的機(jī)遇。
北京理工大學(xué)光電學(xué)院王涌天教授團(tuán)隊(duì)主動(dòng)抓住機(jī)遇,，在科技部973計(jì)劃項(xiàng)目,、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、重點(diǎn)國(guó)際合作項(xiàng)目、面上項(xiàng)目以及青年基金項(xiàng)目各類項(xiàng)目資助下,，通過(guò)廣泛的校內(nèi)外,、國(guó)內(nèi)外合作，在全息三維顯示,、量子點(diǎn)顯示,、健康照明等領(lǐng)域取得了一系列進(jìn)展，并在該領(lǐng)域國(guó)際著名期刊上發(fā)表了多篇論文,，產(chǎn)生較大的影響,，有效提高了我校光學(xué)工程學(xué)科的基礎(chǔ)研究成果水平。
研究團(tuán)隊(duì)與英國(guó)伯明翰大學(xué)Shuang Zhang教授研究組,、德國(guó)帕德伯恩大學(xué)Thomas Zentgraf教授研究組以及國(guó)防科技大學(xué)和新加坡國(guó)立大學(xué)合作,，提出一種非線性超穎表面多通道全息顯示的方法。利用線性與非線性超穎表面幾何相位特性,，通過(guò)迭代優(yōu)化編碼,，將三個(gè)獨(dú)立目標(biāo)圖像同時(shí)編碼到一幅全息圖上，實(shí)現(xiàn)了在不改變?nèi)肷涔馕锢硖匦缘那闆r下僅通過(guò)改變觀察條件即可觀察到不同通道信息,，各個(gè)通道之間無(wú)明顯串?dāng)_,。優(yōu)化的超穎原子結(jié)構(gòu)使寬譜段的多通道圖像獨(dú)立重建顯示成為可能。該項(xiàng)研究成果于今年6月16日發(fā)表于Nature子刊《自然通訊》(Nature Communications,7:11930, 2016),。
研究團(tuán)隊(duì)中黃玲玲副研究員等人與德國(guó)帕德伯恩大學(xué)Thomas Zentgraf教授研究組以及清華大學(xué)白本鋒教授研究組合作,，提出一種利用多種全息混合復(fù)用方式提高超穎表面全息圖信息容量的方法。利用超穎表面獨(dú)特的手性選擇性相位調(diào)控,，結(jié)合合成譜全息算法,，并編碼到超穎表面，分別實(shí)現(xiàn)了同軸全息圓偏振雙通道復(fù)用,，同軸全息偏振-位置復(fù)用,，以及離軸全息偏振-位置-角度混合復(fù)用。在此基礎(chǔ)上,，采用金屬-介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu),，實(shí)現(xiàn)了反射式離軸全息復(fù)用，極大地提高了衍射效率,，裸眼可觀測(cè)到清晰圖像,，實(shí)現(xiàn)全息圖像放大。該研究成果發(fā)表于國(guó)際著名期刊《先進(jìn)材料》(Advanced Materials, 27:6444-6449, 2015),。
研究團(tuán)隊(duì)中劉娟教授等人與澳大利亞斯威本科技大學(xué)的Min Gu院士研究組合作,，研制了基于金顆粒摻雜量子點(diǎn)光折變聚合物材料的亞波長(zhǎng)可刷新全息三維顯示器件，實(shí)現(xiàn)大視角全息三維顯示,。該項(xiàng)研究成果于今年1月發(fā)表于國(guó)際知名期刊《先進(jìn)光學(xué)材料》(Advanced Optical Materials, 4(1):70-75, 2016),。
博士后陳冰昆博士與材料學(xué)院鐘海政教授,、香港城市大學(xué)Andrey Rogach教授合作，發(fā)展了單源前驅(qū)體熱分解法來(lái)制備水鋁石礦藍(lán)光材料,，獲得熒光量子產(chǎn)量近70%的藍(lán)光材料,。解決了長(zhǎng)期以來(lái)水鋁石礦發(fā)光效率低，合成條件苛刻（高溫高壓）的難題,；并將其用于紫外芯片激發(fā)型白光LED (UV型白光LED)器件應(yīng)用,，獲得了～30 lm/W的流明效率，是迄今為止基于此類材料報(bào)道的最高效率,。結(jié)合紅色CuInS2納米晶熒光粉制備了高質(zhì)量白光LED器件,，顯色指數(shù)可達(dá)95。這一研究成果在線發(fā)表于《先進(jìn)材料》雜志(Advanced Materials, 2016, DOI: 10.1002/adma.201604284),。
研究團(tuán)隊(duì)與材料學(xué)院鐘海政教授與華中科技大學(xué)韓俊波教授使用Z掃描技術(shù)研究了鈣鈦礦量子點(diǎn)以及全無(wú)機(jī)CsPbBr3量子點(diǎn)兩類量子點(diǎn)的三階非線性光學(xué)性質(zhì),，研究表明這兩類材料在800nm飛秒激發(fā)條件下具有與傳統(tǒng)量子點(diǎn)可比擬甚至超越傳統(tǒng)量子點(diǎn)的三階非線性光學(xué)系數(shù)，兩類材料均表現(xiàn)出自散焦特性,，并由于兩類材料在組分與結(jié)構(gòu)上的差異,，在非線性吸收特性當(dāng)中具有不同的表現(xiàn)。在低級(jí)發(fā)密度下CH3NH3PbBr3量子點(diǎn)表現(xiàn)出雙光子吸收,，而CsPbBr3量子點(diǎn)表現(xiàn)出飽和吸收,。兩類材料的不同特征將有助于其在光計(jì)算、光存儲(chǔ),、光開關(guān)等非線性光學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用,。這一成果于2016年7月發(fā)表于《先進(jìn)光學(xué)材料》雜志(Advanced Optical Materials., 2016, 4(11),1732-1737)。
圖：交叉性光學(xué)學(xué)科獲得的成果實(shí)例
文章列表與鏈接：
1. Weimin Ye, Franziska Zeuner, Xin Li, Bernhard Reineke, Shan He, Cheng-Wei Qiu, Liu, Juan Liu, Yongtian Wang*, Shuang Zhang*, Thomas Zentgraf*, Spin and Wavelength Multiplexed Nonlinear Metasurface Holography.[J]. Nature Communications , 2016, 7:11930
http://www.nature.com/articles/ncomms11930
2.Lingling Huang* , Holger Mühlenbernd, Xiaowei Li, Xu Song, Benfeng Bai, Yongtian Wang*, Thomas Zentgraf*. Broadband hybrid holographic multiplexing with geometric metasurfaces. Advanced Materials , 2015, 27: 6444-6449.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201502541/abstract
3. Xiangping Li,* Juan Liu, Liangcai Cao, Yongtian Wang , Guofan Jin, and Min Gu*. Light-Control-Light Nanoplasmonic Modulator for 3D Micro-optical Beam Shaping[J]. Advanced Optical Materials, 2016, 4(1):70–75.
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201500405/full
4. Bingkun Chen,*, Andrei S. Susha, Claas J. Reckmeier, Stephen V. Kershaw, Yongtian Wang, Bingsuo Zou, Haizheng Zhong and Andrey L. Rogach,*. Mesoporous Aluminum Hydroxide Synthesized by a Single-Source Precursor-Decomposition Approach as a High-Quantum-Yield Blue Phosphor for UV-Pumped White-Light-Emitting Diodes[J]. Advanced Materials , 2016, DOI: 10.1002/adma.201604284.
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adma.201604284/abstract
5. Wen-Gao Lu, Cheng Chen, Dengbao Han, Linhua Yao, Junbo Han, Haizheng Zhong,* and Yongtian Wang,*. Nonlinear Optical Properties of Colloidal CH3NH3PbBr3 and CsPbBr3 Quantum Dots: A Comparison Study Using Z‐Scan Technique[J]. Advanced Optical Materials , 2016, 4(11),1732-1737.
http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/adom.201600322/abstract
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