陆培祥教授团队在二次谐波调控领域取得重要进展-华中科技大学物理学院
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陆培祥教授团队在二次谐波调控领域取得重要进展
发布时间:2018-04-04

2018125日,纳米学权威期刊《纳米快报》(Nano Letters)在线刊发了超快光学团队的研究成果:《Tungsten Disulfide–Gold Nanohole Hybrid Metasurfaces for Nonlinear Metalenses in the Visible Region》。论文第一作者2013级博士生陈嘉伟,论文通讯作者为陆培祥教授和王兵教授。

 

纳米结构中的二次谐波具有信号稳定、波长可调谐、相干性好、快速响应和偏振敏感等诸多优点,被认为是一种具有重要应用前景的新型纳米相干光源。如何提高纳米结构中二次谐波转换效率,同时对其进行多维度调控,一直以来是纳米光子学领域的研究热点之一。由于贵金属中的二阶非线性极化率非常小,所以常用的贵金属超构表面在高效率二次谐波的产生方面存在严重不足。

 

 

针对此问题,团队成员王凯副教授等人原创性地提出贵金属纳米孔/单层二维材料复合超构表面的新方案,先利用贵金属超表面对入射的基频光相位进行调控,再和具有高的二阶非线性极化率的单层WS2作用而产生二次谐波。基于这种复合超构表面,实现了不同焦距的非线性超透镜,其二次谐波效率比现有贵金属体系的提高2~3个数量级。此外,由于贵金属纳米孔阵列仅负责基频光的调控,因此大大简化了其设计难度。该方案有望解决目前纳米尺度下二次谐波光场多维度调控中无法兼顾转换效率的难题,将有力地推动多功能的相干纳米光源在激光扫描显微成像、精密纳米探测和各类非线性微纳光学器件中的应用。

 

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.7b05033.

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