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日前，在2023中國光學十大進展高峰論壇上，同濟大學物理科學與工程學院王占山和程鑫彬團隊聯(lián)合復旦大學物理學系周磊團隊的科研成果“光頻完美異常反射器”，入選“2022中國光學十大進展”（應用研究類）。
研究團隊提出了一維多層膜結合二維超表面的準三維亞波長新結構，通過傳輸波和布洛赫波的高效耦合增強非局域能流調(diào)控能力，首次實現(xiàn)了效率優(yōu)于99%的光頻異常反射。
將光反射到預定的非鏡面反射方向是超表面的一項重要能力，也是許多實際應用的基礎，如超透鏡、光譜儀、激光雷達等。受限于非局域調(diào)控能力不足，光學超表面的異常反射效率低于80%，難以滿足激光領域效率優(yōu)于99%的需求，亟待突破異常偏折效率的科學認識，創(chuàng)新調(diào)控方法，獲得光頻完美異常偏折器件。鑒于此，同濟研究團隊從完美異常反射的物理要求出發(fā)，首先闡明了完美異常反射所需要的能流分布形式，提出了一維多層膜結合二維超表面的準三維亞波長新結構，通過準三維結構內(nèi)傳輸波和布洛赫波的高效耦合，增強了多重散射并提高了非局域能流調(diào)控能力，在1550納米實現(xiàn)了國際上效率最高的、效率優(yōu)于99%的光頻異常反射。
該工作以光學超表面實用化的需求為導向，解決了“效率低”這個限制其走向應用的“卡脖子”問題，研究成果有望推動新型波束掃描系統(tǒng)等儀器裝備的發(fā)展。
值得一提的是，該成果的第一完成人何濤博士現(xiàn)為同濟大學物理科學與工程學院博士后研究人員，其本科就讀于同濟大學物理科學與工程學院光信息科學與工程專業(yè)，畢業(yè)后保送至同濟大學光學專業(yè)繼續(xù)攻讀博士學位。何濤博士在本碩博期間，持續(xù)開展光頻完美異常反射器的基礎理論研究和關鍵技術創(chuàng)新，成為同濟自主培養(yǎng)的優(yōu)秀青年科研人才。
新民晚報記者 張炯強
