中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
截至2023年12月,上海光机所在职职工1042人(其中高级专业技术人员530人),博士后114人。包括:两院院士7人(其中发展中国家科学院院士3人)、中国科学院外籍院士1人,国家重点研发计划首席科学家9位、国家重大专项副总设计师2人、国家重大专项总体专家组成员9人、全国创新争先奖状2人、何梁何利基金科学与技术进步奖1人、中国青年科技奖(特别奖)1人、国家杰出青年基金获得者7人、国家优秀青年基金获得者4人、1个团队连续获得2项国家基金委创新研究群体支持、国家特支计划领军人才入选者6人、国家特支计划青年拔尖人才入选者5人……
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第二百八十二期)
2022年6月22日
上海光机所在基于ENZ材料的宽带完美吸收体研究方面取得进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在基于ENZ (epsilon-near-zero)材料的宽带完美吸收体方面取得新进展。研究团队提出了一种基于ENZ模式和局域表面等离激元共振(LSPR)模式非劈裂耦合的可调宽带完美吸收体的设计方案,利用亚波长单层ITO椭球壳阵列激发空间分离的ENZ和LSPR模式,在1435-1680 nm范围内实现了>98%的偏振无关、广角光吸收。该方案兼容低成本的自组装技术,有利于低成本大面积宽带完美吸收体制造。相关成果以“Polarization-Independent,Tunable,Broadband Perfect Absorber Based On Semi-Sphere Patterned Epsilon-Near-Zero Films”为题发表在《应用表面科学》(Applied Surface Science)上。
光吸收在许多线性和非线性光学应用中是至关重要的。近年来,平面 ENZ材料为各种窄带、宽带、可调谐完美吸收体提供了有效的解决方案。然而,平面ENZ材料用于完美吸收面临显著的偏振依赖和角度依赖问题,限制了基于平面的ENZ材料的完美吸收体的应用场景。ENZ材料与超表面结合可解决上述偏振和角度依赖问题。然而,目前的超表面方案不可避免地涉及复杂设计、多步制造,以及昂贵的FIB或EBL技术,使得器件尺寸限制在百微米量级。
研究团队提出了基于半球图案化的ENZ薄膜的宽带完美吸收体方案,利用半椭球壳ENZ薄膜独特的超薄薄膜和纳米颗粒特征,激发空间分离的ENZ和LSPR共振模式,实现宽带完美吸收。独特的结构对称性使得吸收体具有偏振无关和宽角特征,而ENZ材料的主动可调特征赋予了吸收体可调谐能力。此外,完美吸收体兼容自组装工艺,可低成本实现厘米级甚至晶圆级器件制备。除ITO材料外,本文提出的完美吸收体方案适用于其他具有ENZ和等离激元特征的ENZ材料,如CdO、AZO、TiN等,有利于实现更多波长范围的宽带完美吸收体。
相关研究获得了国家重点研发计划,国家自然科学基金以及中科院战略性先导科技专项的支持。
图1 (a)ITO半椭球壳激发单元及可调吸收带的实现原理示意图;(b)宽带完美吸收体结构示意图;(c)器件截面的微观形貌;(d)器件的反射光谱及实物图。
图2 (a)器件在不同入射角下的反射光谱;(b)器件在不同偏振态下的反射光谱。
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