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3月1日学术报告：基于两维超表面的高效率电磁波调控

来源： 发布时间：2019-02-27【字体：大 中 小】

　　题目：基于两维超表面的高效率电磁波调控 

　　姓名：孙树林 副研究员 

　　单位：复旦大学信息学院 光科学与工程系 

　　时间：2019年3月1日（周五） 上午10:30 

　　地点：1号楼108会议室 

　　  

　　摘要：自由驾驭光（电磁波）是人类的梦想，然而自然材料对电磁波的调控能力非常有限。为解决该瓶颈，人们提出了人工超材料的概念，实现了对电磁波的振幅、相位、偏振、波前等基本性质的自由调控，《科学》杂志将超材料评为本世纪前十年的十大科技突破之一。然而，经过多年发展传统超材料也遇到巨大的挑战，譬如损耗高、难加工、不易集成等，这成为限制超材料领域发展的核心瓶颈。为此，我们提出利用梯度超表面调控电磁波的新思路，利用两维超表面的强大电磁调控能力，实现了高效光子自旋霍尔效应1,2，手性可调的表面等离激元耦合3、贝塞尔光束激发4等奇异物理现象。另外，我们还巧妙地利用人工超表面提供的相位梯度来补偿两者间波矢差，解决了纳米光学领域非常关心的如何高效率耦合近场的难题5,6，并且利用超表面的概念实现对两维表面等离激元进行调控,并借助数值模拟实现了表面等离激元所满足的广义斯涅尔定律,实现了奇异反射、表面等离激元点聚焦、表面波贝塞尔光束等效应7,8。 

　　1.         Luo, W., Xiao, S., He, Q., Sun, S. & Zhou, L. Photonic Spin Hall Effect with Nearly 100% Efficiency. Adv. Opt. Mater. 3, 1102–1108 (2015). 

　　2.         Luo, W., Sun, S., Xu, H. X., He, Q. & Zhou, L. Transmissive Ultrathin Pancharatnam-Berry Metasurfaces with nearly 100% Efficiency. Phys. Rev. Appl. 7, 044033 (2017). 

　　3.         Duan, J. et al. High-efficiency chirality-modulated spoof surface plasmon meta-coupler. Sci. Rep. 7, 1354 (2017). 

　　4.         Wang, Z. et al. High-efficiency generation of Bessel beams with transmissive metasurfaces. Appl. Phys. Lett. 112, 191901 (2018). 

　　5.         Sun, S. et al. Gradient-index meta-surfaces as a bridge linking propagating waves and surface waves. Nat. Mater. 11, 426–431 (2012). 

　　6.         Sun, W., He, Q., Sun, S. & Zhou, L. High-efficiency surface plasmon meta-couplers？: concept and microwave-regime realizations. Light Sci. Appl. 5, e16003 (2016). 

　　7.         Dong, S. et al. Highly Efficient Wave-Front Reshaping of Surface Waves with Dielectric Metawalls. Phys. Rev. Appl. 9, 14032 (2018). 

　　8.         Dong, S. et al. Dielectric meta-walls for surface plasmon focusing and Bessel beam generation. EPL 122, 67002 (2018). 

　　  

　　个人简介: 孙树林，复旦大学信息学院光科学与工程系，副研究员，于2009年在复旦大学物理系获得博士学位，2010-2013年在台湾大学物理系担任博士后研究院，2013年回到复旦大学工作。研究方向为电磁超材料和光子晶体、等离子光学、光学微腔，主要学术贡献包括：1)提出传输波到表面波完美耦合的概念，参与开启超表面新领域；2)提出基于超表面来设计等离激元耦合器的思路，解决传统耦合器中制约效率的内禀难题；3)实现光频段高效宽带超表面，解决国际上以往工作效率偏低的问题；4)推得决定几何相位超表面效率的理论条件，实现近100%效率光自旋霍尔效应。目前已在Nature Materials, Nano Letters, Light: Science & Applications, Laser & Photonics Review, Physical Review Letters, Advanced Optical Materials等杂志上发表论文50余篇，获3000余次引用，单篇最高引用898余次，5篇文章入选ESI高被引论文。曾获“上海市自然科学一等奖”（第二完成人），“2012中国光学重要成果”（第一完成人）等，研究工作曾被Nature Photonics, Phys. Org等杂志和媒体报道。 

　　  

　　  

　　  

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