北理工提出一種基于多層超穎表面的非互易性非對稱傳輸波前調(diào)制方法
發(fā)布日期：2019-05-15 供稿：光電學(xué)院
編輯：盛筠 審核：盛筠 閱讀次數(shù)：近日,，北理工光電學(xué)院王涌天教授團(tuán)隊(duì)的黃玲玲教授等人和德國帕德博恩大學(xué)的Thomas Zentgraf教授課題組合作，提出了一種基于多層超穎表面的非互易性非對稱傳輸波前調(diào)制方法,。該項(xiàng)研究成果發(fā)表在光學(xué)領(lǐng)域著名期刊《Nano Letters》上,，題目為Nonreciprocal asymmetric polarization encryption by layered plasmonic metasurfaces。
超穎表面通常是由亞波長尺寸的金屬或介質(zhì)納米天線陣列構(gòu)成,，能夠在亞波長尺度對光場的振幅與相位進(jìn)行調(diào)制,，且具有極高的靈活性和設(shè)計(jì)自由度，因而在近些年來成為了一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)領(lǐng)域,。超穎表面在微納全息,，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，光束整形,，偏振控制等領(lǐng)域都具有很大的潛力,，故而引起了研究人員的廣泛關(guān)注,。作為一種二維平面結(jié)構(gòu)，超穎表面在光波傳播方向上的非對稱性較低,，通常遵循互易性定理,。因此，在單層超穎表面光學(xué)系統(tǒng)中,，背向傳播時(shí)的透射率往往是與正向相同的,，這嚴(yán)重限制了超穎表面在通信系統(tǒng)和非互易光子器件中的應(yīng)用。近些年來,，為了提高偏振轉(zhuǎn)換效率或?qū)崿F(xiàn)特定偏振狀態(tài)下的非對稱傳輸特性,，多層的級聯(lián)超穎表面系統(tǒng)被提出。但這些方法通常僅針對出射光波的強(qiáng)度調(diào)制情況,，這大大限制了這些多層超穎表面的功能應(yīng)用,。
針對這一問題，黃玲玲,、王涌天教授團(tuán)隊(duì)和德國Zentgraf教授合作,，提出了一種基于多層超穎表面的非互易非對稱傳輸波前調(diào)制方法，該方法使用級聯(lián)的金屬L形納米天線與金屬偶聯(lián)極子天線作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元,，打破了沿光波傳播方向上的空間對稱性,，能夠使光學(xué)系統(tǒng)在正向和背向傳播時(shí)根據(jù)不同的正交偏振信道表現(xiàn)出不同的波前調(diào)制特性，并在獲得非互易非對稱傳輸特性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)0到2π的全范圍相位調(diào)制,。將全息圖編碼到所述的多層超穎表面中,，即能夠?qū)崿F(xiàn)與傳播方向相結(jié)合的偏振加密全息顯示，使全息圖的再現(xiàn)像只能在特定的偏振和傳輸方向?qū)?yīng)的加密通道中觀察到,，提供更高的加密維度,。這種基于多層超穎表面的非互易性非對稱傳輸波前調(diào)制方法可以在全息顯示、信息處理,、圖像加密和防偽相關(guān)的前沿應(yīng)用中發(fā)揮重要作用,。
文章鏈接： Nonreciprocal asymmetric polarization encryption by layered plasmonic metasurfaces, Nano letters (2019). DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b01298
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