说说：孙洪波教授课题组在纳米光学高水平期刊上发表四篇 ...

guozhiwei · 发表于 2023-9-7 08:28:24

　　近期，精密仪器系光电工程研究所、精密测量技术及仪器国家重点实验室孙洪波教授课题组在Advanced Functional Materials（影响因子13.325）和Laser & Photonics Reviews（影响因子8.529）上发表四篇论文，报道在新型纳米光学器件制备和近场光学测量表征方面的最近研究进展和成果。数字示波器http://www.gzyuli.com/shuzishiboqi/【SIGMA西格玛光机一级代理商】广州誉立电子科技有限公司是一家集光学平台、光学隔振平台、光学气浮隔振平台、光纤调芯电控位移台、物镜等光学平台研发生产、销售服务于一体的厂家公司，并代理了国内外先进的光学仪器和显微物镜器件等，是sigma西格玛光机总代理，主要有物镜,光学隔振平台,刚性隔振平台,气浮隔振平台,光谱分析仪,光纤调芯位移台,无掩膜直写光刻设备,空间光调制器,高光谱仪,显微物镜,光纤光谱仪等。热线:020-38880135

　　论文1：Rapid engraving of artificial compound eyes from curved sapphire substrate

　　蓝宝石晶体由于其覆盖紫外至中红外的高透过率、超高硬度、良好的热稳定性和化学稳定性等优良的物理、化学和光学性质,已被广泛用于军事、工业、医学和航空航天等领域。课题组提出了一种干法刻蚀辅助飞秒激光加工复合技术，实现了蓝宝石微纳光学结构的快速精密制备。基本原理是利用低能量的飞秒激光脉冲快速在材料中形成化学改性区，由于脉冲能量的沉积使得改性区具有更高的物理化学活性，从而具有更高的刻蚀速率。随后利用感应耦合等离子体刻蚀（ICP）刻蚀实现改性区的优先快速去除并实现结构的逐步平滑成型。课题组以具有大视场角的曲面复眼的制备为例，验证了该技术的原理并研究了相关的加工及刻蚀工艺，首次实现了厘米级K9玻璃曲面复眼（由19万直径为20微米的子眼紧密排列在曲面上构成）的制备，视场角可达到90度。本论文发表在Advanced Functional Materials上，第一作者是博士后刘学青。

　　论文2：Optical nanofabrication of concave microlens arrays

　　碳化硅、金刚石等硬脆材料是制备在强辐射、高低温、腐蚀等苛刻环境条件下工作的光学元件的理想材料。而加工效率低和表面质量差是飞秒激光加工硬脆材料面临的共性问题。课题组提出了一种面向硬质材料精密加工的通用技术：离子束刻蚀辅助飞秒激光加工技术。由于飞秒激光加工和离子束刻蚀对材料的普适性，使得其可以用于加工几乎任何材料。实验中验证了该技术在石英玻璃、砷化镓、碳化硅和金刚石材料上实现微透镜阵列的制备，并展现了良好的光学成像和聚焦效果。本论文发表在Laser & Photonics Reviews上，第一作者是博士后刘学青。

　　论文3：Probing the photonic spin-orbit interactions in the near field of nanostructures

　　光子自旋-轨道相互作用是近年纳米光学研究的一个前沿热点，在光子自旋-轨道相互作用的机理研究及微纳器件表征方面，实现超衍射极限分辨率的光学探测方法和技术具有迫切需求。课题组研究提出了一种光场旋性及相位分辨的扫描近场光学显微系统及方法，并以存在自旋-涡旋转换效应的超构表面为例，在介观尺度上首次实现了对近场光子自旋-轨道相互作用的超衍射极限分辨的直接测量。利用外差干涉技术及正交偏振检测技术实现了相位及旋性分辨的近场测量，进而在近场对基于几何相位的超构表面结构进行表征，成功探测了超构表面中的自旋-涡旋转换效应以及对应的几何相位及拓扑荷数；利用相位标定技术实现了光学复振幅的三维层析测量，研究了超构表面生成的涡旋光的空间演化过程。这一方法和技术还可以应用于光子拓扑绝缘体、手性量子光学等研究中。本论文已经被Advanced Functional Materials接收，第一作者是博士生孙琳（现已毕业），白本锋副教授为通讯作者。

　　论文4：Tunable metasurfaces based on active materials

　　光学超构表面（metasurface）是近年兴起的一种新型人造光学纳米结构，在自由空间光动态调制、全息显示、深度探测等方面，可动态调控的光学超构表面有迫切需求。课题组分析了各类光学超构表面的调控原理、优势、技术难点，包括利用机械形变、电学集成组件编码、以及折射率可调材料等，并讨论了可调控超构表面的发展方向。尽管各种调控方法还存在一些不足或弊端，但通过研究光与物质相互作用的新机理、研发新材料、优化超构表面调控机制，有望在不远的将来实现具有优异性能的可调控超构表面，包括单像素可调甚至可编码的超小型、多功能、高效率的光电器件。本论文作为综述文章（Progress Report）发表在Advanced Functional Materials上，第一作者是博士生崔桐，白本锋副教授为共同通讯作者。

　　孙洪波教授于2017年9月被引进到清华大学精仪系，现为长聘教授，国家杰出青年基金获得者，全国百篇优博指导教师。主要研究方向为利用超快激光微纳加工技术制备微光学、微电子、微机械、微流控、微光电、传感、生物和仿生结构与器件，探索其工业与国防前沿应用；利用超快光谱技术研究太阳能电池、有机发光器件和低维量子体系的光电和电光转换动力学。围绕上述研究内容，发表SCI论文400余篇，被SCI论文引用近16000次，H因子62；电气电子工程师（IEEE）学会Fellow、国际光学工程学会（SPIE）Fellow、美国光学学会（OSA）Fellow，中国光学学会（COS）Fellow；任《自然》出版集团杂志Light Science &Applications杂志执行主编，Optics Letters、Nanoscale等十余个国内外杂志编委或顾问编委，中国光学学会微纳光学专业委员会主任、国务院学位委员会学科评议组成员、自然科学基金重大项目负责人。

　　相关论文及链接：

　　[1] X.-Q. Liu, S.-N. Yang, L. Yu, Q.-D. Chen*, Y.-L. Zhang and H.-B. Sun*, “Rapid engraving of artificial compound eyes from curved sapphire substrate,”Adv. Funct. Mater.29, 1900037 (2019). DOI:10.1002/adfm.201900037

　　[2] X.-Q. Liu, L. Yu, S.-N. Yang, Q.-D. Chen*, L. Wang, S. Juodkazis, H.-B. Sun*, “Optical nanofabrication of concave microlens arrays,”Laser Photonics Rev.13, 1800272 (2019). DOI: 10.1002/lpor.201800272

　　[3] L. Sun, B. Bai*, J. Wang, M. Zhang, X. Zhang, X. Song, and L. Huang, “Probing the photonic spin-orbit interactions in the near field of nanostructures,”Adv. Funct. Mater.(accepted, adfm.201902286R1)

　　[4] T. Cui, B. Bai*, and H.-B. Sun*, “Tunable metasurfaces based on active materials,”Adv. Funct. Mater.29, 1806692 (2019). DOI: 10.1002/adfm.201806692