我校光学工程学科在“非对称表面等离子波激发”研究中取得重要成果

天大人

　　本站讯（通讯员 李清）近日，天津大学精仪学院太赫兹光子学团队利用太赫兹近场显微扫描技术，在“非对称表面等离子波激发”研究中取得了重要进展。相关研究成果以“Asymmetric excitation of surface plasmons by dark mode coupling”为题发表在《Science》杂志子刊《Science Advances（科学进展）》上（链接：http://advances.sciencemag.org/content/2/2/e1501142.full）。该刊物是《Science》杂志社在2015年初启刊的综合性、数字化杂志，是目前《Science》杂志的主干子刊，旨在快速发表整个自然科学领域具有原创性、突破性的研究成果。　　

　　表面等离子激元是亚波长光子学研究领域内的一个前沿热点课题，在等离子光学电路、传感和通讯等方面具有十分重要的应用前景。而实现表面等离子激元的可控激发与传输对其应用具有重要意义。近年来，方向性地激发表面等离子波主要依靠激发单元间的远场干涉效应，而通常忽略或避免单元间的近场耦合效应。电磁诱导透明（EIT）是量子力学中的经典效应。而超材料中的EIT效应吸引了研究人员的广泛兴趣。通过控制两个谐振模式，即眀模和暗模之间的耦合，可以在一个透射率很低的谐振谷中诱导出一个高透射率的透明窗口。天津大学博士研究生张学迁、许全在韩家广教授和张伟力教授的指导下将EIT中的暗场耦合机制引入到表面等离子激元的研究中，极大地提高了控制非对称表面等离子波激发的自由度，在太赫兹波段，利用亚波长结构单元实现了强度可调谐、激发方向可±90°翻转的表面等离子波的激发与调控。该团队长期致力于太赫兹光子学及其功能器件的研究，在太赫兹波产生、探测和人工电磁媒质等研究领域取得了多项具有国际原创性的研究成果。相关研究进展分别发表在《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Physical Review Letters》等国际著名学术刊物上。其中2015年发表在《Nature Communications》上关于石墨烯-硅太赫兹二极管调制器的工作近期在2015中国光学重要成果发布会上入选“2015中国光学重要成果”。

　　天津大学提出的非对称表面等离子波激发的新机制为发展表面等离子激元功能器件奠定了重要基础，并在太赫兹片上系统研究中有着十分重要的应用前景。参与该项研究工作的合作单位包括英国伯明翰大学、美国东北大学、及沙特阿普杜拉国王科技大学。该工作得到了国家科技部973计划、重大科学仪器专项、自然科学基金重点项目、国际合作重点项目、教育部创新团队计划和太赫兹协同创新中心的资助。

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