各向异性超表面光场联合调控超分辨成像研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904183
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2206.微纳光学与光子学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Metasurfaces with artificial sub-wavelength structures have greatly boosted the development of photonic technologies, such as the excitation of photons, the production, propagation, and conversion of optical beams. Currently, the studies of dimensional manipulation of optical fields have been becoming one of the most burgeoning research fields due to the versatile potentials in nanophotonic and integrated optical applications. We aim to study the theory and techniques of super-resolution imaging based on multi-dimensional manipulation of optical fields with metasurfaces in this project, which is different from traditional fluorescence labeling methods and superoscillation methods. We will study the intrinsic resonances modes of metasurfaces with different design methods, and propose the design strategy for independent and full control of optical amplitude, phase, and polarization to realize arbitrarily manipulating far-field optical vector fields. We will make clear of the relationship between the focusing efficiency, the full width at half maximum, the field-of-view of the super-resolution focusing process. Moreover, we will study the chromatic and imaging aberration of the super-resolution imaging metasurfaces, and propose a new scheme for high efficiency, achromatic super-resolution metalens with a large field-of-view. We hope to promote the development of optical manipulation of metasurfaces in label-free far-field super-resolution applications, and form our own characteristics and advantages in this research field.
超表面的出现有效地增强了人们在光子激发、光束生成、光场控制、光场转换等方面的调控能力,成为微纳集成光子学领域重要的研究方向之一。本项目拟从理论和实验两方面开展基于各向异性超表面多维联合调控的超分辨研究。与传统的荧光标记超分辨和超震荡方法不同,本项目研究超表面光场调控的内在机制,提出基于振幅、偏振、相位等光场多维度的独立、完全调控新设计,进而实现基于矢量偏振光的远场高自由度操控;在超震荡等理论模型的基础上,揭示无标记远场聚焦的效率、半峰宽、视场等关键参量与微结构光场联合调控设计的内在关系,获得优化的超分辨聚焦新设计;研究超分辨成像的波长依赖性与角度依赖性,得到大视场消色差的超分辨成像设计新方案。我们希望通过本项目的开展,推动超表面光场调控技术在微纳光学中的发展,为高性能无标记远场超分辨成像技术的实现奠定基础,并在该领域的研究中形成自己的特色和优势。

结项摘要

超表面的研究对于光场激发、模式控制、信息传输、光传感等不同领域都有重要的意义。本项目基于人工微结构对光场不同维度的高性能调控,利用超表面实现不同的光子功能器件,提高成像超表面的视场和分辨率,主要研究工作如下:1) 基于对统计超表面相位分布的调制深度以及入射光束光斑大小的控制,实现对出射光束相干度从相干到非相干的连续精确调控,这种调控可以与其他波前调控相结合,实现不同光束的相干性调控或相干度-相位联合调控;2) 提出了一种基于自由电子动力学的流体动力学模型的设计原理,实现二次谐波的全复振幅调控,并将其应用于多路涡旋光束的同时传输,有效提升了非线性光信息传输的精度和分辨率;3) 阐释了微结构的对称性元素、空间群与准BICs转化之间的联系,丰富了对称性保护的BICs的物理机理,并且利用多带准BICs模式,提出一种同时利用谐振Q值与峰位的多变量各向异性传感机制;4) 利用超透镜阵列中不同空间位置光场信息的不同,在人工微结构系统实现了被成像物体的三维高精度定位,该技术利用梯度下降算法和遗传算法,不仅有效扩大了成像和定位视场范围,还消除了视场范围内的成像像差,有效提高了成像分辨率;5) 基于人工微结构的光场调控效应研究了超透镜的聚焦效率和分辨率,实现了较宽视场的聚焦和成像,并且其离轴相差得到了明显的优化,成像物体的离轴值达到约5倍波长;6) 利用各向异性超表面实现了不同偏振态的不同结构色显示技术,进而结合深度学习算法实现了高精度偏振检色技术。本项目成果对于阐明人工微结构特殊光场调控机制、推动高性能超表面成像新技术的发展具有一定科学意义,有望应用于光学雷达、快速偏振检测等领域。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Deep‐Learning Enabled Multicolor Meta‐Holography
支持深度学习的多色元全息术
  • DOI:
    10.1002/adom.202102628
  • 发表时间:
    2022-05
  • 期刊:
    Advanced Optical Materials
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Dina Ma;Zhancheng Li;Wenwei Liu;Guangzhou Geng;Hua Cheng;Junjie Li;Jianguo Tian;Shuqi Chen
  • 通讯作者:
    Shuqi Chen
Dielectric Resonance-Based Optical Metasurfaces: From Fundamentals to Applications.
基于介电共振的光学超表面:从基础到应用
  • DOI:
    10.1016/j.isci.2020.101868
  • 发表时间:
    2020-12-18
  • 期刊:
    iScience
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Liu W;Li Z;Cheng H;Chen S
  • 通讯作者:
    Chen S
Spatial Coherence Manipulation on the Disorder-Engineered Statistical Photonic Platform
无序工程统计光子平台上的空间相干操作
  • DOI:
    10.1021/acs.nanolett.2c02115
  • 发表时间:
    2022-07-25
  • 期刊:
    NANO LETTERS
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Liu, Leixin;Liu, Wenwei;Chen, Shuqi
  • 通讯作者:
    Chen, Shuqi
Bound States of Continuumin Optical Artificial Micro-Nanostructures: Fundamentals Developments and Applications
  • DOI:
    10.3788/aos202141.0123001
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    ACTA OPTICA SINICA
  • 影响因子:
    1.6
  • 作者:
    Chai Ruoheng;Liu Wenwei;Chen Shuqi
  • 通讯作者:
    Chen Shuqi
Aberration-corrected three-dimensional positioning with a single-shot metalens array
使用单次超透镜阵列进行像差校正三维定位
  • DOI:
    10.1364/optica.406039
  • 发表时间:
    2020-12-20
  • 期刊:
    OPTICA
  • 影响因子:
    10.4
  • 作者:
    Liu, Wenwei;Ma, Dina;Chen, Shuqi
  • 通讯作者:
    Chen, Shuqi

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

不同砧木嫁接对薄皮甜瓜成熟期品质、香气合成相关酶活性及基因表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田晓彬;齐红岩;李岩;靳亚忠;刘文玮;徐晓飞
  • 通讯作者:
    徐晓飞
人工光学微纳结构中的连续体束缚态: 原理、发展及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    柴若衡;刘文玮;程化;田建国;陈树琪
  • 通讯作者:
    陈树琪
基于电介质超表面的双频带双偏振通道波前调控
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘淇;刘文玮;程化;陈树琪
  • 通讯作者:
    陈树琪

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

刘文玮的其他基金

人工微结构非厄密连续谱束缚态及其偏振极化波前调控
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
人工微结构非厄密连续谱束缚态及其偏振极化波前调控
  • 批准号:
    12274239
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码