摘要：针对偏振探测手性超构表面难以实现大带宽、高圆二色性和高消光比的设计挑战,利用粒子群算法设计出一种硅基全介质二维手性超构表面。仿真结果表明,该器件在1416~1742 nm的工作波段内可作为左旋圆偏振光的二分之一波片并阻挡右旋圆偏振光的透射,平均圆二色性值为0.72且最大值达0.94,消光比达42 dB,透射率达95%,同时实现了高透过率、高圆二色性以及大带宽,且具有易制造、易集成等优点。

摘要：设计了一种液晶(LC)型光圆偏振调制器(CPM),利用LC材料的电控双折射特性得到出射光的2种圆偏振态。对器件的工作原理进行了详细的说明,进而对器件的特性进行了测试和分析。该LC型光CPM具有小于10 V的低驱动电压、ms量级的响应速度和体积小的特点。测试结果表明,该光CPM输出光圆偏振度高达98.8%。

摘要：针对传统弦线驻波演示仪配套仪器多、弦线细、驻波幅度小、观察困难的不足,设计了圆偏振弦线驻波演示仪,新装置利用圆偏振作为振源,用橡皮筋作为弦线来产生和形成弦线驻波,演示仪原理清晰,操作简便,形成驻波稳定,可视性好,可用于大学普通物理实验、中学物理驻波实验演示及研究。

摘要：提出了一种基于双开缝环结构的半反射和半透射双偏振超宽带太赫兹超表面,能实现光束偏折和生成涡旋光束.该超表面单元结构仅由附着在超薄介质层上的金属双开缝环构成,在超宽频带范围内同时调控反射和透射太赫兹圆偏振(circular polarization,CP)波和线偏振(linear polarization,LP)波.基于传输相位和几何相位理论,改变开缝环的大小和旋转方向,在0.3—1.2 THz范围内可以实现透射和反射的正交LP波和CP波在0—2π相移全覆盖,对应的正交LP波和CP波平均幅值为0.45的相对带宽分别达到86%和120%.本文特别设计了全空间超表面模型,实现了LP波和CP波光束偏折与生成涡旋光束.这些研究有助于全空间多功能太赫兹超表面器件的实现和实际应用.

摘要：近年来,超构表面(metasurface)作为一种人工二维结构由于其超薄的几何结构以及灵活的电磁调控能力受到了学界的广泛关注,如何进一步提高超构表面器件的性能成为了该领域的研究热点。悬链线电磁学(catenary electromagnetics)作为一类新兴的超构表面设计原理为设计高效率超构表面器件提供了新的思路和方法。本文提出了一种基于扭转悬链线结构的超构表面,其能够实现对不同旋向入射的圆偏振电磁波的高效选择性吸收。仿真结果表明所设计的器件在工作波长处对左旋圆偏振电磁波吸收率接近于1,而右旋圆偏振入射时吸收率小于22%,其对应的二向色性大于78%。同时,文章分析了产生高效率手性吸收的物理机制并且提出了一种基于该类结构的信息加密方法。该工作在手性成像与手性探测等领域具有一定的应用前景。

摘要：飞秒激光在透明材料加工过程中会出现超连续光谱现象。在阐述超连续光谱产生的原理的基础上,为了分析PMMA材料在不同偏振光下产生的超连续光谱的阈值,设计了线偏光和圆偏光及不同能量加工PMMA材料的实验方案。利用光谱仪对产生的超连续光谱信号进行采集及处理,分析出不同能量下的线偏振(TE和TM)和圆偏振两种偏振态的超连续光谱的变化规律,并对比了相同能量下线偏振和圆偏振的超连续光谱的区别。实验中采用脉宽160fs、中心波长为775nm的飞秒激光,实验结果表明,同一偏振下能量越大,光谱谱宽越宽;通过对比不同能量下的光谱特性,观测出产生超连续光谱的阈值,线偏振光的阈值为0.46μJ,圆偏振光的阈值为0.586μJ;对比相同能量下的线偏振和圆偏振光,线偏振的谱宽比圆偏振的宽。

摘要：基于超表面设计的超透镜可以调制光的振幅、相位和偏振,并获得多种新颖的聚焦效果,近年来受到广泛关注。受制于材料调控与光场调制的局限,常见的超透镜多表现出静态单一的光场聚焦效果。本文基于氧化石墨烯材料可调制光学性质,采用时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD),针对正交圆偏振设计超透镜,通过模拟材料相变产生的折射率变化,在焦点处表现出光强度可调能力,并表现出几何相位与传输相位共同影响的聚焦机制。同时,对超透镜进行多区域设计,在不同偏振状态光的入射下实现独立聚焦效果,为实现多焦点、可调超透镜功能器件的设计提供了重要依据。

摘要：硅基集成平台由于其较高的折射率差,适合用于大规模、小尺寸、高密度器件的集成。本文提出了一种基于硅基光子学的光学涡旋发射装置,工作波长在1600~1800 nm范围,通过改变输入光的波长可以输出不同拓扑荷的涡旋光束。同时,通过在环形波导外侧壁刻蚀二阶布拉格光栅的方法,克服了固有的高折射率对比度带来的左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的叠加问题,得到了高纯度的单一圆偏振标量涡旋光束。

摘要：基于单层金属手性谐振器的超表面在垂直入射条件下很难激发较大的手性光学响应,难以形成与电偶极矩不正交的面内磁偶极矩分量。光场在介质超原子中激发的位移电流可能引发面内磁矩,进而实现高效的手性光学响应。基于无损的全硅超表面在太赫兹波段实现了巨大的手性响应。手性硅柱中的泄露波导模式同时激发了面内电偶和磁偶极矩,从而引发了自旋选择的后向电磁辐射,进而实现了太赫兹波的手性光学响应。利用线栅偏振片搭建了偏振相关的时域光谱测试系统,测得透射光谱中的圆二色性峰值达0.2。这种制备简单的全硅超表面为太赫兹手性超器件的设计提供了新的思路,有望应用于太赫兹偏振成像、光谱检测等领域。