武漢大學李仲陽/時陽陽團隊在片上超構光學領域取得新進展

　　【儀表網 研發快訊】近日，武漢大學電子信息學院教授李仲陽課題組(Nanophotonics & Emerging Application Laboratory, NEAL)在光學領域期刊《光：科學與應用》(Light: Science & Applications)上發表了片上超構表面光場操控研究的最新成果。論文題為“On-Chip Nonlocal Metasurface for Color Router: Conquering Efficiency-Loss from Spatial-Multiplexing”(《基于片上非局域超構表面的顏色路由器：克服空間復用帶來的效率損失》)，電子信息學院博士后時陽陽(已獲“博士后創新人才支持計劃”資助)為論文第一作者，李仲陽為通訊作者，武漢大學為第一單位。
 

　　該研究工作圍繞片上超構表面展開，其作為操控面內光場的緊湊平臺，已成為近年來的重要發展方向。研究團隊提出了一種基于對稱性破缺準連續域束縛態(q-BIC)模式設計的片上非局域超構表面顏色路由器，通過精確設計具有可控尺寸與不對稱性的片上雙原子對，實現了對耦出光波提取強度與窄帶光譜選擇性的同步調制，如圖1所示。值得強調的是，片上超構表面天然適合通過“水平級聯”的方式實現多波長通道復用，與傳統依賴空間復用的光路由方案相比，該策略可顯著降低能量利用效率的損失。形象地說，可將導波光比作管道中的水流：沿管道布置多個支流，每個支路僅提取所需部分，其余能量仍可繼續傳輸，從而避免空間復用引起的不必要浪費。研究所提出的片上超構表面顏色路由器憑借其小型化集成的潛力，可為多路復用信息路由、智能集成光子系統以及下一代可穿戴顯示等應用提供新的技術路徑。
 

圖1.(a)片上水平級聯不同雙原子陣列實現顏色路由的概念示意圖；
 

　　(b-c)傳統自由空間中的空間復用型和所提出片上級聯復用型顏色路由器的對比示意
 

　　該研究工作得到了國家自然科學基金、中國博士后科學基金及中央高校基本科研業務費專項資金等項目的資助。