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[转载]FOE科研综述推荐:宁波大学汤世伟课题组——自旋解耦Pancharatnam-Berry超表面的基础和应用

已有 182 次阅读 2021-9-17 10:09 |系统分类:论文交流|文章来源:转载

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第一作者:仇迎丞

通讯作者:汤世伟,丁飞

通讯单位:宁波大学物理科学与技术学院


Fundamentals and applications of spin-decoupled Pancharatnam–Berry metasurfaces 

Yingcheng QIU, Shiwei TANG, Tong CAI, Hexiu XU, Fei DING

2021, 14(2): 134-147.https://doi.org/10.1007/s12200-021-1220-6


研究背景

圆极化电磁波的随意调控在从手性分子操纵到光通信的广大领域都具有非常重要的应用,但是传统的基于自然材料的电磁器件往往功能有限、体积庞大且效率低下。最近的研究表明:Pancharatnam-Berry(PB)相位超表面在调控不同频率范围的圆极化波方面具有出色的能力,因此可以将不同功能集成到单个平面器件构成多功能PB超器件。然而,对于两个不同的自旋,PB相位的符号刚好是相反的,导致对左旋和右旋圆极化波来说器件的功能是锁定和镜像的,这限制了PB相位超表面在多功能电磁器件方面的应用。


内容简介

自旋解耦超表面通过结合旋转方位相关的PB相位和尺寸相关的传播相位来解决自旋锁定的问题。本文中,我们回顾了这种超表面的基本原理和应用,为实现自旋解耦功能提供了一个通用和实用的指南,这对于圆极化波多功能超表面的研究是非常有意义的。最后,我们对这一快速发展的研究领域的未来方向进行了简短的总结和个人展望,以期激发新的研究成果,在未来的应用中有所帮助。


总结

本文简要回顾了自旋解耦PB超表面的发展。我们首先介绍了PB超表面的机理,然后总结了一类基于“拼凑”概念的针对圆极化波的多功能PB超表面。之后,我们展示了一种结合几何相位和传播相位的自旋解耦超表面,并按透射式、反射式、表面波方式分类回顾了这种自旋解耦超表面的研究进展。根据我们的研究经验,在自旋解耦PB超表面方面有很多大有可为的未来研究方向,例如可调自旋解耦PB超表面。到目前为止,大多数多功能超表面只能实现静态功能,因此,制备可调谐的自旋解耦PB超表面,并在较快的切换速度下对圆极化波进行主动可调的操控,是未来发展的一个重要方向。


作者介绍

汤世伟,宁波大学副教授,宁波大学物理系系主任。2013年博士毕业于复旦大学物理系,主持和参与了多项国家自然科学基金项目。主要从事电磁超构表面和微纳米光学的研究工作,研究内容主要包括超构表面对电磁波相位、振幅、偏振、频率等性质的调控研究,超构材料的有效媒质理论和应用研究,超构材料在非线性光学和谐振腔等方面的应用研究。目前已经在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, ACS Nano, Small, Physical Review B,Optics Express等期刊上发表SCI论文60余篇(ESI高被引论文4篇),共被引用次数超过2100次,H因子23。

丁飞,南丹麦大学(University of Southern Denmark)助理教授,博士生导师,美国光学学会高级会员。2015年于浙江大学取得光学工程博士学位,2015年至2019年在南丹麦大学微纳光学中心从事博士后研究。主要从事微纳光学、等离子体光学和超构介质/表面的研究工作,迄今发表学术论文50余篇,9篇论文获评ESI高被引论文,Web of Science总引用2900余次,H因子23,在国内外学术会议作受邀或主题报告20余次。目前是学术期刊IEEE Photonics Journal的Associate Editor。荣获2021 Villum Young Investigator,2018和2019 PIERS青年科学奖,2014王大珩光学奖等奖项。


关于本文更多图文解读,见https://mp.weixin.qq.com/s/wQgg6j60SdtaQNrSDGgWrA


期刊简介

Frontiers of Optoelectronics (FOE)期刊是由教育部主管、高等教育出版社出版、德国施普林格(Springer)出版公司海外发行的Frontiers系列英文学术期刊之一,以网络版和印刷版两种形式出版。由北京大学龚旗煌院士、华中科技大学张新亮教授共同担任主编。

        其宗旨是介绍国际光电子领域最新研究成果和前沿进展,并致力成为本领域内研究人员与国内外同行进行快速学术交流的重要信息平台。该刊的联合主办单位是高等教育出版社、华中科技大学和中国光学学会,承办单位是武汉光电国家研究中心。FOE期刊已被Emerging Sources Citation Index (ESCI), Ei Compendex, SCOPUS, INSPEC, Google Scholar, CSA, Chinese Science Citation Database (CSCD), OCLC, SCImago, Summon by ProQuest等收录。2019年入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊项目。

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