西安光機(jī)所超透鏡研究取得進(jìn)展
近期，西安光機(jī)所瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微納光學(xué)與光子集成課題組基于超透鏡(metalens)的光子自旋霍爾效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了左、右旋圓偏振光在三維空間任意位置的聚焦，打破了以往自旋相關(guān)光束聚焦的對稱性，對基于超透鏡的光學(xué)成像研究具有重要意義。該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)“大規(guī)模光子集成芯片”和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的大力資助。相關(guān)成果3月5日在線發(fā)表于Wiley旗下期刊《Advanced Optical Materials》(IF=7.43@2017;SCI一區(qū))，并以封面(Inside Front Cover)形式對此項(xiàng)成果進(jìn)行了亮點(diǎn)報(bào)道，論文題目：Multidimensional manipulation of photonic spin Hall effect with a single-layer dielectric metasurface。 FV5~sy
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左圖：期刊封面；右圖：成果報(bào)道 gF~#M1!!
傳統(tǒng)的光學(xué)透鏡是通過玻璃厚度變化來調(diào)節(jié)入射光相位實(shí)現(xiàn)聚焦的，這樣的透鏡體積大而且笨重。隨著微納光學(xué)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)光學(xué)透鏡難以滿足大規(guī)模集成以及器件小型化、功能多樣化的要求。超透鏡是一種通過人工方式將具有特殊電磁特性的光學(xué)天線按照一定方式進(jìn)行排列的二維平面透鏡結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對入射光振幅、相位、偏振等參量的靈活調(diào)控，在超分辨顯微成像、全息光學(xué)、消色差透鏡等方面有重要應(yīng)用。超透鏡不僅突破了傳統(tǒng)光學(xué)透鏡的電磁屬性，其二維的平面結(jié)構(gòu)更易于加工和集成，為光學(xué)透鏡的小型化與集成化提供解決方案。 W7?f_E\>W
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研究團(tuán)隊(duì)基于單層超透鏡結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了光子的自旋霍爾效應(yīng)，并利用該效應(yīng)獲得了左、右旋圓偏振光在空間任意位置的聚焦。類似電子的自旋霍爾效應(yīng)，自旋角動(dòng)量相反(即左、右旋圓偏振)的光子經(jīng)過非均勻介質(zhì)傳輸時(shí)，會產(chǎn)生光束的自旋分裂現(xiàn)象，即光子自旋霍爾效應(yīng)(Photonic Spin Hall Effect)。研究團(tuán)隊(duì)利用構(gòu)成超透鏡的納米天線動(dòng)力學(xué)相位與Pancharatnam-Berry幾何相位結(jié)合的方法，巧妙設(shè)計(jì)超透鏡上納米天線幾何結(jié)構(gòu)與空間取向，在單層超透鏡上實(shí)現(xiàn)了光子自旋霍爾效應(yīng)及左、右旋圓偏振光相位的獨(dú)立操控，在橫向和徑向同時(shí)完成了不同自旋態(tài)光束的聚焦，提升了超透鏡的光束操控及聚焦能力，具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足大規(guī)模集成及器件小型化、功能多樣化的需求，在全矢量偏振成像、圓二色性光譜檢測等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。（來源：西安光機(jī)所 瞬態(tài)室） cOb ,Md
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基于單層介質(zhì)超表面的光子自旋霍爾效應(yīng) #KwK``XC 4
論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adom.201801365 D UW SY?^c
封面鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201970018
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