物理所等在拓扑光子晶体中发现理想外尔点和节线锁

近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L01组和英国合作者首次实验发现了理想外尔点及其螺旋表面态,结果在《科学》杂志上发表[Science 359, 1013 (2018)]。同时L01组又首次实验发现了节线锁的光子能带结构及其鼓面表面态,结果在《自然-物理学》杂志上发表[Nature Physics 14, 461 (2018)]。 外尔点是三维能带的线性简并点,倒空间的拓扑荷。2015年,外尔点几乎同时分别由物理所和普林斯顿大学的研究团队各自独立在电子体系(Phy. Rev. X. 5,031013, Science. 347,294),以及光物理L01组研究员陆凌在MIT期间在光子体系(Science. 349,622)中实验得到,掀起了外尔点的研究热潮。随后,各种新的外尔材料及物理体系大量涌现。然而,已发现材料体系中的外尔点都不理想,所有外尔点的能量并不一致,或者在同一能......阅读全文

光子晶体光纤简介

简介光子晶体光纤简称PCF(Photonic Crystal Fiber),zui早于20世纪90年代中后期开发出来,并迅速进入商用。PCF可分为两大类:基于全内反射的折射率引导型光纤和基于光子带隙效应的光子带隙光纤。前者在结构上,光纤纤芯是固体结构,而光子带隙光纤的纤芯是低折射率材料,比如中空结构

物理所等在拓扑光子晶体中发现理想外尔点和节线锁

  近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L01组和英国合作者首次实验发现了理想外尔点及其螺旋表面态,结果在《科学》杂志上发表[Science 359, 1013 (2018)]。同时L01组又首次实验发现了节线锁的光子能带结构及其鼓面表面态,结果在《自然-物理学》杂

物理所等在拓扑光子晶体中发现理想外尔点和节线锁

  近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L01组和英国合作者首次实验发现了理想外尔点及其螺旋表面态,结果在《科学》杂志上发表[Science 359, 1013 (2018)]。同时L01组又首次实验发现了节线锁的光子能带结构及其鼓面表面态,结果在《自然-物理学》杂

光子拓扑自旋态研究新成果拓展光的拓扑学研究范畴

  拓扑缺陷在物理学上通常指场分布无法连续形变、物理量无法定义的特殊点,也称为奇点,在涡旋或拓扑结构中普遍存在。拓扑缺陷在宇宙学、流体动力学、空气动力学、声学以及生物学等领域也十分常见,并在某些应用中起着重要作用。  近年来,探索拓扑结构的电磁类比在光学和光子学中引起了极大兴趣。在集成光子学领域,微

新发现:拓扑晶体的绝缘体态

  拓扑晶体绝缘体(TCI)是一类受晶体对称性保护的非平庸拓扑态。在保持时间反演对称性的体系中,理论上已预言了三种类型的TCI,分别受到镜面、滑移面和旋转对称性保护。角分辨光电子能谱(ARPES)实验已证实了镜面对称性保护TCI材料SnTe,并在KHgSb中观测到滑移面保护TCI态的部分实验证据。2

美制成兼具电学光学性质的光子晶体

  据美国物理学家组织网7月24日报道,美国科学家研发出了一种新方法,改变了半导体的三维结构,使其在保持电学特性的同时拥有了新的光学性质,并据此研制出了首块光学电学性能都很活跃的新型光子晶体,为以后研制出新式太阳能电池、激光器、超材料等打开了大门。研究发表在最新一期《自然·材料学》杂志上。  光子晶

印刷光子晶体生物检测芯片研究获进展

随着医疗卫生水平提升,具有小型、快速、便捷等特点的即时检测(POCT)方法备受关注。为满足POCT应用需求,有研究设计出多种新型光学生物传感器,并在单个生物芯片上检测出生物标志物。近年来,光子晶体生物传感器凭借高灵敏度、高选择性、快速响应、易于集成、低成本等优势,有望成为生物医学检测领域的新方法。中

美国马里兰大学研究新型拓扑结构优化光子传输

  用于量子模拟和量子传感的量子光学器件,都必须依赖于单光子的可靠传输。每一个光子的传输都很重要,所以尽量减少甚至避免光子发生偏转是至关重要的。美国马里兰大学联合量子研究所(JQI)的研究人员最近展示了一种光子芯片,它能够产生并控制单光子,确保光子即使在任意弯曲的传输通路中也不会产生丢失。图片来源:

基于简并腔中涡旋光子的拓扑量子模拟实现

中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子(又称为涡旋光子)束缚在简并光学谐振腔内,通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格,为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果4月19日发表于《自然-通讯》。实验装置与理论模型示意图:a. 简并光学谐振腔b.

实验室通过光子晶体和纳米线组合实现光子集成新突破

  LinkedIn与电子一体化的巨大成功故事相反,光子集成技术还处于起步阶段。它面临的最严重的障碍之一是需要使用不同的材料来实现不同的功能,不像电子集成。更复杂的是,许多光子集成所需的材料与硅集成技术不兼容。   到目前为止,在光子电路中放置各种功能纳米线,以达到所需的功能已经表明,虽然完全有可能

3D打印新技术精细“雕刻”光子晶体

  在此次研究中,研究团队使用了连续数字光处理3D打印技术,利用紫外线光束在光敏树脂溶液中雕刻形成3D结构。除了在打印方式上创新,研究团队还对打印所需的墨水进行了大胆革新。研究结果表明,连续数字光处理3D打印技术在个性化珠宝配饰及装饰、艺术创作等领域有着比较广阔的应用前景。  实习记者 都芃  五彩

济南将建成国内最大光子晶体材料研发中心

  近日,济南综保区重点项目---济南晶正电子科技铌酸锂薄膜材料产业化基地项目主体封顶。该项目总建筑面积2.04万平方米,总投资1.5亿元,将建成国内最大光子晶体材料研发中心及国家级创新平台。   晶正电子是我国铌酸锂单晶薄膜产品领军企业。该项目包括7个单体,将建设产业基地及研发中心,主要从事铌酸

偶氮苯液晶光子晶体的液相光驱动

  近日,中国科学院理化技术研究所江雷院士、王京霞研究员在Adv. Funct. Mater.刊发了最新研究成果——《Janus结构与溶剂/热/光协同促进的液相超级光驱动器》。  智能材料驱动器由于其在软机器人、人工肌肉、发动机和能源转换器等领域的潜在应用,一直受到人们的广泛关注。实际上,由于成本低

金属—有机光子晶体电浸润过程诱导形貌转变

  金属光子晶体巧妙地将光子晶体的光调控性能与金属材料的本征性能结合,展现了很多独特的应用而倍受关注。比如,介孔金的光子晶体能够同时放大光散射及表面增强拉曼散射,钨光子晶体可以显示高达1200 K的高操作温度,用于选择性热发射器。金属有机框架材料因具有大的比表面积、可调控的孔尺寸、贯通的三维空腔而在

扫描电镜在光子晶体研究方面的应用

光子晶体是一种由不同折射率的介质周期性排列而形成的人工微结构。介电系数在空间上的周期性变化伴随着空间折射率的周期性变化,当介电系数的变化足够大且其变化周期与光波长同步时,光波会产生带状结构,即光子能带结构(photonic band structures)。 频率落在光子能带中的电磁波或光是禁止传播

南开大学在拓扑光子学领域取得新进展

  从数学到化学、生物学,再到凝聚态物理、光学,与拓扑相关的现象俯拾皆是。拓扑的概念拓展到光学,形成了拓扑光子学这一新兴研究领域,近几年不断开拓,蓬勃发展。  最近,高阶拓扑绝缘体(HOTI)由于其打破了传统的体边对应关系,在光学和光子学领域也引发了研究热潮,有望为开发新一代半导体激光等光学器件带来

片上拓扑彩虹器件,纳米尺度新进展

近日,暨南大学光子技术研究院研究员丁伟团队和北京理工大学教授路翠翠团队、北京大学教授胡小永团队合作,在片上拓扑彩虹器件研究中取得重要进展,首次在纳米尺度的芯片上观测到显著的拓扑彩虹效应。相关研究发表于《自然—通讯》。 以光子为信息载体的微纳全光器件在光通信、光信息处理、光计算等领域有重要应用。拓

大模场光子晶体光纤研制成功

  今天,记者从中科院上海光机所获悉,该所陈丹平与胡丽丽率领的石英光纤材料课题组在大模场有源光子晶体光纤的研制方面取得了重要进展,成功制备获得了纤芯直径大于50微米、NA(数值孔径)小于0.03的大芯径光子晶体光纤,并在皮秒脉冲放大器中实现平均功率超过百瓦、单脉冲能量大于微焦耳量级的高光束质量输出。

蓝相液晶光子晶体的高精度“活”图案制备

  液晶作为电响应材料已广泛应用于手机、电脑、仪器控制面板等各种显示器件。蓝相液晶(BPLC)光子晶体是一种手性向列相液晶,其独特的双扭柱结构使其在可见光范围内具有选择性反射,产生亮丽的结构色彩。蓝相液晶光子晶体在电、光、磁、热、机械力、溶剂或湿度响应方面具有灵敏的响应性,可实现结构色彩的有效调控及

由单光子控制的全光晶体管问世

  据物理学家组织网7月4日报道,美国麻省理工学院(MIT)电子研究实验室(RLE)、哈佛大学以及奥地利维也纳技术大学的科学家们在最新一期《科学》杂志撰文指出,他们研制出了一种由单个光子控制的全光开关,新的全光晶体管有望让传统计算机和量子计算机都受益。   新的全光开关的核心是一对高度反

高非线性石英光子晶体光纤研制取得进展

  中国科学院上海光学精密机械研究所研究员廖梅松带领非线性光纤课题组刘垠垚、吴达坤等人,在高非线性光子晶体光纤的研制方面取得了新进展。  由于高非线性光子晶体光纤具有普通阶跃型光纤所不具备的特殊色散和高非线性,是产生超连续谱激光的核心器件。超连续谱是一种具有超宽的光谱和高度方向性的高亮度宽带光源,在

陈义教授:一种新型分离介质——光子晶体

  2014年4月21日下午,第十届全国生物医药色谱及相关技术学术交流会大会报告在威海召开。来自中国科学院化学研究所的陈义教授作为大会嘉宾,给我们带来了题为《一种新型分离介质——光子晶体》的报告。中国科学院化学研究所 陈义教授  陈义教授分别就为何光子晶体,何为光子晶体,何人何时使用光子晶

我国采用拓扑化学法制备1T’’’-MoS2晶体并解析晶体结构

  二硫化钼作为层状过渡金属硫化物的典型代表,具有非常丰富的晶体结构,包括2H、3R、1T、1T’和1T’’’等。在这几种不同相中,2H MoS2的制备较为简单,在电催化、光电探测、储能、超导等领域都取得了非常多的研究成果。然而近几年来,理论学家通过计算预测了亚稳相1T’和1T’’’ MoS2具有非

我国学者新成果为探索光学领域提供全新视角

  近日,清华大学深圳国际研究生院副教授宋清华、研究员李勃,中国工程院院士、清华大学材料学院教授周济与合作者在拓扑光学领域取得突破性进展。  该团队首次提出一种实动量拓扑光子晶体的概念,揭示了无序中稳定拓扑的形成机制,并实现了光子晶体的有效信息编码,为进一步探索光学领域提供了全新的研究视角。  相关

增强光波的二维光子时间晶体创建

  芬兰阿尔托大学、德国卡尔斯鲁厄理工学院和美国斯坦福大学的研究团队开发出一种创造光子时间晶体的方法,并表明这些奇异的人造材料可放大照射在它们身上的光。新发现发表在5日《科学进展》杂志上,或引领更高效、更强大的无线通信,并显著改进激光器。  时间晶体最早是由诺贝尔奖得主弗兰克·威尔切克于2012年提

苏州纳米所实现低对称光子晶体激子极化激元

光与物质的相互作用是光子器件发展的基石。光与物质之间的耦合具有偏振敏感性。而偏振选择性可以为光与物质相互作用提供新的自由度。原子层级的二维过渡金属硫化物(TMD)具有室温稳定的激子效应,成为研究光与物质相互作用的理想材料平台。在弱耦合范畴,单层TMD与各向异性人工纳米结构集成可以通过近场耦合实现激子

多孔核心光子晶体光纤引导偏振保持太赫兹波

光子晶体光纤(PCF)也称为微结构光纤(MOF) ,是一类不同类型的光纤,特别适用于传感,生物医学成像,时域光谱学,安全性,DNA杂交和癌症检测领域的应用,并在光通信。 与传统光纤不同,PCF提供高双折射和可控色散。实芯PCF经历大量材料损失,不适用于太赫兹信号传输,而空心PCF限制电磁波的传播距离

多孔核心光子晶体光纤引导偏振保持太赫兹波

高度双折射和接近零色散平坦的光子晶体光纤为低损耗成像和传感应用提供太赫兹波。 光子晶体光纤(PCF)也称为微结构光纤(MOF) ,是一类不同类型的光纤,特别适用于传感,生物医学成像,时域光谱学,安全性,DNA杂交和癌症检测领域的应用,并在光通信。 与传统光纤不同,PCF提供高双折射和可控色

理化所光子晶体超浸润性研究取得新进展

  光子晶体特殊的光学调控性能使之在传感、催化、检测等光学器件方面具有重要应用。由于光子晶体的特殊浸润性赋予其更多优异性能及新应用,光子晶体超浸润性研究得到广泛关注。  在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下,中科院理化技术研究所仿生材料与界面科学院重点实验室的科研人员在具有超浸润性光子晶体的

等效渐变包层折射率光子晶体光纤设计研究获进展

  近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室研究团队在等效渐变包层折射率光子晶体光纤设计研究方面取得新进展。科研团队面对新型光纤激光器和非线性光纤光学研究中对特殊色散光纤的需求,创新提出等效渐变包层折射率光子晶体光纤的新概念,围绕特殊色散光纤的逆向设计问题开展研究。研究提出了等