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專題

2019.6.27學術報告:可见光波长下的超高数值孔径单晶硅超构透镜研究

副標題:

時間:2019-06-25  來源:基礎科研處文本大小:【 |  | 】  【打印

 

青促會西安光機所小組特邀優秀青年學者系列報告

  題目:可見光波長下的超高數值孔徑單晶矽超構透鏡研究
  (Ultra-high numerical aperture crystalline silicon metalens at visible wavelengths)
  報告人:中山大学物理学院 李俊韬教授
  時 間:2019年6月27日下午4:00(星期四)
  地 點:瞬態室大會議室(歡迎廣大職工和研究生前往聆聽)
  報告摘要:
  光學透鏡是光學與光電子學中的一種基本光學器件,廣泛應用于芯片制造、超分辨科學、以及衆多高科技産品,其設計與制造水平一定程度上代表了光科學與技術的發展水平。在芯片光刻和光電子行業,往往需要借助高數值孔徑的透鏡和浸液(比如油浸)以實現亞波長的超高分辨率成像。對于顯微物鏡,數值孔徑越大,成像光斑越小,成像細節越清晰。一直以來,各國科學家爲增加透鏡的數值孔徑爭相努力,不斷取得新的重要進展。

  近年来,超构表面结构(Metasurface)可用于实现高效光聚焦和光束整形,推动光学透镜向超高数值孔径的方向发展。 超构表面结构是一种具有横向亚波长尺度的微纳光学结构,可以在不到一个光学波长的薄膜结构层上实现全2π相位的精确控制,从而实现对光波、电磁波相位、偏振方式、传播模式等特性的灵活有效调控。基于该结构的平面超构光学透镜(metalens)有望在百纳米厚度的微纳结构上实现超大数值孔径显微物镜,从而有望克服传统光学玻璃物镜加工难度大、显微物镜多透镜系统体积大等缺点。

  本报告将介绍我们在超透镜的实验研究结果,我们设计和制备了在可见光波段具有低损耗的单晶硅超构表面结构,并用于实现光场相位的精确控制,从而演示了松柏油浸没下数值孔径为1.48、聚焦效率为48%的高透过率超构光学透镜,这为可见光波段超透光学透镜用于共聚焦扫描成像等方面的研究打开了新通道。该工作于2018年12月入选美国光学学会旗下光学与光子学新聞(Optics & Photonics News)评选的本年度国际光学重要进展。

  報告人簡介:
  李俊韬,中山大学物理学院教授,博士生导师。1999年9月–2009年7月在中山大学先后获得学士和博士学位,指导教师为周建英教授;2009年10月-2011年12月,英国圣安德鲁斯大学,玛丽居里研究员,合作导师为Thomas F. Krauss教授;2012年起先后任副教授、硕士生和博士生导师,2019年初升任教授。

  李俊韬教授在微纳光学实验领域取得了丰硕的研究成果,近年来入选4篇ESI高引論文,以第一作者及共同通信作者在Nature Nanotechnology, Nature Communications, Physical Review Letters,Laser & Photonics Reviews, Advanced Materials,Nano Letters, ACS Photonics等杂志发表多篇高水平論文。

  李俊韬教授從事基于半導體工藝的平板微納結構的前沿光子學研究,研究方向包括:

  (1)基于单晶硅超构表面的纳米光子器件,包括超高数值孔径超透镜(Nano Letters 2018),高效率偏折器 (ACS Photonics 2017,ESI高引) 及可调彩色显示(Laser & Photonics Reviews 2018)等。

  (2)基于二维纳米结构与材料的高效光源,包括量子点单光子源/纠缠光子源(Nature Nanotechnology 2019)和近红外二维材料-硅基纳米光源(Laser & Photonics Reviews 2018)等。

  (3)硅基高效光能转换结构,包括硅基慢光光子晶体(Nature Communications 2018,Physical Review Letters 2014)和准随机高效吸收结构(Nature Communications 2013,ESI高引)等。