人工微结构材料中光,声以及其它元激发的调控文档

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划人工微结构材料中光,声以及其它元激发的调控文档　　项目名称：人工微结构材料中光、声以及其它元激　　起止年限：　　依托部门：发的调控彭茹雯南京大学至教育部首席科学家：　　一、关键科学问题及研究内容　　根据国家重大需求和国际前沿的科学问题，从现有的基础出发，本项目研究人工微结构材料中光、声以及等离激元和极化激元等的激发、传输和相互作用新规律，探索基于亚波长人工微结构的新型电磁和声材料与器件

2、。拟解决的关键科学问题包括以下四个方面:　　第一，探索超构材料中诸如等离激元力、电磁模的量子干涉、耦合模的Fano共振等新颖的物理效应，揭示元激发的近场耦合与光学现象之间的关联。　　第二，关注于新型亚波长微结构与光子和等离激元的相互作用，探索线性和非线性等离激元晶体，利用相位(准相位)匹配实现对光子和等离激元能带结构的调控。第三，发展人工带隙材料的拓扑理论，设计和实现具有时间反演对称破缺的超构材料，探索宇称和时间对称破缺的人工带隙材料中光和声的非对易传输问题。目的-通过该培训员工可对保安行业有初

3、步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　第四，探索超构材料中声共振激发与耦合、倏逝波模式传输和转换的物理机制和调控方式，揭示声超构材料对声波谐波的激发规律，设计新原理声学器件。　　主要研究内容包括：　　围绕关键科学问题，本项目拟就下述内容展开深入研究。　　在元激发近场耦合和人工微结构中光学效应的调控方面，主要开展以下　　研究：　　i

4、)研究超构材料中亚波长结构单元之间近场耦合所导致的各类新颖光学现象，主要有：元激发近场耦合导致的亚波长传输与慢光效应；共振耦合所导致结构单元之间的等离激元力效应极其相关物理问题；元激发耦合所导致的单光子或多光子量子态的干涉、纠缠性质；模式耦合所导致Fano共振、Rabi振荡等效应。我们将分析这些共振耦合所导致的物理过程内在机制，建立共振耦合的理论模型，探索基于共振耦合效应的新型超构材料与光子器件。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并

5、确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　ii)考察具有近场模式耦合的金属与非线性/增益介质相结合的复合人工微结构中新颖物理过程，探索具有亚波长特征的倍频、光参量放大等频率转换方法；考察多个混合型波导结构之间的耦合模性质，探索利用非线性过程来调控亚波长等离激元波传播的途径；研究受结构影响的泵浦光与信号光之间关联性质，寻找利用增益介质实现亚波长光传播的动态调控手段。以光子集成为目标，设计与制备能实现

6、如开关、分束、滤波等功能的基于等离激元的有源新型亚波长光子材料和器件。　　iii)推广全波的电磁场散射和多重散射以及衍射动力学理论，考察在三维空间及二维平面内具有近场耦合特征的人工结构体系中的异常光散射和衍射性质。研究具有特殊各向异性、空间非局域性的人工结构对光传播、散射、衍射等性质的影响。研究微结构对等离激元表面波的波形变化与传播操控，在此基础上设计和制备一些具有特殊功能的亚波长人工微结构。　　iv)研究幻象光学的机理和条件，试图突破变换光学的局限，找到更简单的隐身和幻象器件参数，为将来的实验

7、研究提供思路。具体包括：幻象光学的多重散射机理；幻觉光学和电磁诱导透明之间的关联性；在某些特定情况和应用下，简化对隐身器件和幻象器件的要求；从实际材料出发设计具体的隐身器件和幻象器件，并通过有限元或多重散射数值模拟来展现幻象光学的多种应用。　　在亚波长微结构中光子和等离激元的能带结构与相位调控方面，主要开　　展以下研究：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常

8、、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　i)研究人工亚波长微纳结构中传播的等离激元与局域的等离激元之间的相互作用，利用各种空间调制的表面结构以及单个结构单元的构型变化来实现对表面等离激元的调控。研究“线性”和“非线性”等离激元晶体等，通过精心设计微结构来实现对光子和等离激元能带结构的调控，揭示该系统中非线性光学新效应及非线性增强的新机制，为发展基于元激发的新一代信息载体提供科学依据。　　ii)研究不同组合和不同调制方式下金属和介电人工亚波长微纳结构中电磁共振的物理本质，研