南京大學現代工學院徐挺教授、陸延青教授團隊在多維度光學信息檢測研究方向取得新進展

2020-08-04 全國產經平臺

【點擊右上角加'關注'，全國產經信息不錯過】

南京大學現代工學院徐挺教授、陸延青教授團隊在多維度光學信息檢測研究方向取得新進展

近日，現代工學院徐挺教授和陸延青教授團隊提出一種可同時對入射光場的偏振信息、軌道角動量信息和波長信息產生響應的集成化全介質超構表面。該研究成果以"Broadband Detection of Multiple Spin and Orbital Angular Momenta via Dielectric Metasurface"為題，發表於知名光學期刊 Laser & Photonics Reviews 。（LPR 2020, 2000062. https://doi.org/10.1002/lpor.202000062 ）。

光場的多維調控是微納光學的重要研究方向，而超構表面在光場調控中的優異表現有目共睹，因此研究者開始關注超構表面的復用和多種功能一體化實現，從而進一步推動集成納米光子學的發展。其中復用是通訊和計算機網絡中的常用概念，意為在一個信道上傳輸多路信號或數據，而在光學中通常意味著多個自由度作為獨立的信號通道。利用各項異性結構單元實現偏振復用是復用超構表面的常用解決方案之一，此外超構表面可控的自由度還有波長、角度和模式等，通過結構設計可以將多個信息維度和功能集成到同一超構表面上。在超構表面相關的光場調控應用中，軌道角動量作為光場重要的內稟性質，在光場成像、全息及通信等領域都有著重要應用，因此相關的研究方向一直以來廣受研究者關注。

南京大學現代工學院徐挺教授、陸延青教授團隊在多維度光學信息檢測研究方向取得新進展

圖1. 基於全介質超構表面的多維光學信息檢測

在以往的研究中，OAM檢測的實現手段包括等離激元光學器件，變換光學系統和達曼渦旋光柵等。無疑這些方法給OAM的檢測提供了新的思路，但同時也帶來了其他限制。針對以上問題，該研究提出一種基於單層全介質超構表面的OAM解復用器件，可以用於光場信息的多維度檢測，包括光的SAM信息，OAM信息和波長信息。超構表面的設計結合了兩種類型的光學相位調製，包括幾何相位和動態相位，可以解決SAM信息丟失的問題。而介質材料在可見光波段的低損耗特性可以進一步提高透射型器件的效率。當攜帶不同SAM和OAM模式的共軸光束經過該解復用器件後，被衍射為一系列沿不同波矢方向傳輸的渦旋光束。入射光的本徵SAM和OAM信息被轉化為光場強度的空間分布信息，可以通過成像系統進行採集和分析。此外，由於超構表面的寬帶響應特性和動量守恆原則，該器件可以進一步對波長信息進行解復用。通過該器件可以將帶有不同SAM，OAM和波長信息的複雜疊加場解復用，並將三個信息維度作為獨立信道處理。因此該器件有望在集成化的微納光學系統和量子通信系統中發掘應用。該器件能夠直觀建立起光場多維信息與光場分布圖樣的聯繫，對於提高系統的信息容量有著重要意義。而由於超構表面的平面結構和超薄化等特點，該解復用器在集成光通信系統和量子信息系統中有著廣闊的應用前景。

南京大學現代工學院徐挺教授、陸延青教授團隊在多維度光學信息檢測研究方向取得新進展

圖2. 多維光學信息檢測仿真與實驗結果對比

南京大學現代工程與應用科學學院17級博士生張思博為論文第一作者，徐挺教授、陸延青教授為共同通訊作者，霍鵬程同學、陳鵬副研、劉明澤同學對本文亦有重要貢獻。該研究由國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費等項目資助完成。

免責聲明：以上內容轉載自南京大學，所發內容不代表本平臺立場。

全國產經平臺聯繫電話：010-65367702，郵箱：hz@people-energy.com.cn，地址：北京市朝陽區金臺西路2號人民日報社

相關焦點

  • 南大徐挺陸延青團隊在多維度光學信息檢測研究方向取得新進展
    近日，現代工學院徐挺教授和陸延青教授團隊提出一種可同時對入射光場的偏振信息、軌道角動量信息和波長信息產生響應的集成化全介質超構表面。該研究成果以&34;為題，發表於知名光學期刊《Laser & Photonics Reviews》。（LPR 2020, 2000062. https://doi.org/10.1002/lpor.202000062 ）。
  • 【預告】《光講》線上報告 | 南京大學陸延青教授:軟物質、硬科技——基於液晶的新穎光學器件
    主題：軟物質、硬科技 —— 基於液晶的新穎光學器件主講人：陸延青 教授單位：南京大學主辦方：析光學術、兩江科技評論、中國科學院長春光學精密機械與物理研究所、light學術出版中心、中國科學院西安光學精密機械研究所
  • 南京大學最新《Science》：該領域又闢蹊徑，再次取得重大突破
    隨著光量子信息技術的發展，現有的基於非線性光學過程的糾纏量子光源在維度擴展以及光子數增加方面面臨著光學系統複雜、可集成度低、穩定性弱等問題，並不能滿足量子通訊、量子計算、量子計量等領域對於高維、多光子的實用化需求，制約著光量子信息朝著大規模集成方向發展。最近，一種稱之為&34;的微結構薄膜材料的研究與發展為量子光源及光量子信息技術的發展提供了一條全新的路徑。
  • 鯤鵬振翅一飛高 陸延青:南京大學最年輕的博導
    陸延青，1971年生，1996年獲南京大學物理系博士學位，同年留校任教。2000年赴美深造，2006年，返回母校任教，作為南京大學閔乃本院士團隊的主要成員，曾榮獲2006年度國家自然科學一等獎，榮獲第五屆「江蘇青年五四獎章」。
  • 我校夏可宇、陸延青等與上海交大合作實現光子晶片上...
    近期小南推文近日，現代工學院夏可宇教授和陸延青教授團隊與上海交通大學金賢敏教授團隊合作，在國際物理學權威期刊《Physical Review Letters》以「Vector
  • 南京大學取得重大突破,成果登上頂級期刊Science
    主要研究人員分別來自物理學院與現代工學院，南京大學為該項成果第一署名單位。李林博士（南京大學訪問學者，現華東師範大學研究員）、劉澤玄（南京大學博士生）、任希鋒副教授（中國科學技術大學）、王漱明副教授（南京大學）為本工作並列第一作者。
  • 胡偉、陸延青團隊實現軟物質拓撲缺陷的可編程控制
    近日，現代工學院胡偉教授、陸延青教授團隊在實現近晶相液晶拓撲缺陷的可編程控制方面取得進展，相關成果以&34;為題，於6月8日在線發表於《先進光學材料》上(Adv. Optical Mater. 2020, 2000593 )。拓撲缺陷深刻影響著材料的結構與特性，其在催化、傳感、能量存儲、光電器件等眾多領域都扮演了重要的角色。
  • 南京大學譚海仁教授團隊：創造疊層太陽能電池效率新記錄
    」小編按，10月5日，南京大學現代工程與應用科學學院譚海仁教授課題組在大面積全鈣鈦礦疊層太陽能電池上獲得新突破，該成果以「All-perovskite tandem solar cells with 24.2% certified efficiency and area
  • 南京大學馬小松團隊在矽基光量子晶片上實現三維糾纏
    量子系統的糾纏類型主要包括多體量子糾纏和多維量子糾纏。其中，高維糾纏態（維度> 2）由於其獨特的性質而引起了人們的極大興趣。隨著量子系統的維度增加，相對於常用的二維量子系統，高維量子系統具有強並行計算能力、高信息容量以及強抗噪聲能力等優勢。光子作為量子信息的載體具有相干性好、多自由度、易調控等優點，是實現高維糾纏的理想體系。
  • 西北大學王仲孚教授團隊硫酸化寡糖研究取得新進展:用於糖晶片分析...
    近日，西北大學食品科學與工程學院王仲孚教授團隊在硫酸化寡糖研究方面取得新進展，該團隊一項研究成果、題為《Strategy for Isolation, Preparation, and Structural Analysis of Chondroitin Sulfate Oligosaccharides
  • 南京大學馬小松團隊在矽基光量子晶片上實現三維糾纏
    近日，南京大學物理學院馬小松教授團隊在Nature合作期刊npj Quantum Information上報導了他們的最新研究結果《Three-dimensional entanglement on a silicon chip》，該團隊在矽基集成光量子晶片上實現了高維糾纏態的產生，濾波，調控等多項功能，並且利用精度的片上量子調控完成了量子模擬與量子精密測量等應用任務。
  • 工學院謝廣明課題組在多智能體協作領域取得新進展
    近期，工學院謝廣明教授團隊在多智能體系統的編隊控制研究中取得了一系列研究進展，相關論文以長文（full paper）形式發表於控制理論與控制工程學科的國際頂級期刊 IEEE Transactions on Automatic Control。
  • 臺灣大學朱士維教授在提升納米矽的光學非線性取得重大進展
    但是矽晶體本身的光學非線性效應實在太小，不足以作為有效的全光學控制應用。一般來說，為了產生足夠的光學非線性，需要增加光與矽晶體的交互作用長度，但這也損害了其器件的可集成性。近日，臺灣大學朱士維教授在提升納米矽的光學非線性取得重大進展，相關論文發表在Nature Communications。
  • 南京大學物理學院萬賢綱教授團隊研究成果入選2019...
    南京大學物理學院萬賢綱教授團隊研究成果入選2019中國十大科技進展新聞 2020-01-11 23:05 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 工學院孫強教授研究組在二維多孔材料研究方面取得新進展
    Soc.》最近刊發了工學院材料科學與工程系、北京大學應用物理與技術研究中心孫強教授研究組的論文「Magnetism of phthalocyanine-based organometallic single porous sheet」 (http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja204990j), 報導了他們在二維多孔金屬有機單原子層材料研究方面所取得的最新成果。
  • J HAZARD MATER | 西北農林科技大學張雅林教授現代藥物研發團隊在小菜蛾代謝殺蟲劑分子機理方面取得新進展
    近日，西北農林大學植物保護學院張雅林教授現代藥物研發團隊在Journal of Hazardous
  • 2019年度中國光學十大進展發布 量子密鑰分發等20項重大光學進展入選
    據悉，中國光學十大進展由中國雷射雜誌社發起，經過首輪推薦、初評、終評三個環節，最終20項優秀的光學成果從110項研究進展中脫穎而出，入選2019年度中國光學十大進展（基礎研究類與應用研究類各10項）。壓縮超快時間光譜成像術創造超快成像新紀錄西安交通大學陳烽教授團隊與其合作者，提出了一種基於時頻變換思想的「壓縮超快時間光譜成像術」，在幀率、幀數、和精細光譜成像等方面突破了現有超快成像技術的局限。這一研究成果使得長時間、寬光譜的記錄飛秒影像成為可能，將推動更多涉及超快過程的極端物理、化學、材料和生物學的研究。
  • 中國光學十大進展|超快相機、回音壁聚光、新型光晶片等入選
    北京大學肖雲峰教授和龔旗煌院士領導的研究團隊用一種原理類似天壇回音壁的光學微腔，將光子「合二為一」，得到了能量更高的光波，相比此前的方法合成效率提升了14個數量級。業內專家解讀道，這種增強後的光學信號可以作為一種超高靈敏度的無標記「探針」，用來檢測和研究材料表面分子的結構、排布、吸收等物理、化學性質。
  • 南京大學團隊取得重要進展，成果接連登上Science子刊、Nature子刊
    近日，南京大學物理學院繆峰團隊在類腦視覺傳感器方面取得重要進展，成果以&34;（基於柵極可調範德華異質結的可重構神經網絡視覺傳感器）為題於 2020年6月24日發表在《科學》雜誌子刊Science Advances上。
  • 《中國科學報》:南京大學團隊在鈉金屬薄膜和等離激元...
    現代工學院李濤研究組在超透鏡成像獲得重要進展：密集波導陣列實現亞波長自成像5月27日，南京大學研究團隊與北京大學、美國喬治亞理工學院等單位合作，在鈉金屬薄膜和等離激元光子器件研究方面取得了重要突破。他們利用金屬鈉所具有的低熔點特點，發展了獨特的液態金屬旋塗工藝，製成金屬鈉薄膜，首次揭示金屬鈉膜的優異光波段等離激元特性。研究成果發表於《自然》。