连续区光子束缚态理论与传感应用研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61575002
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:64.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0502.光子与光电子器件
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:任芳; 许超; 倪良富; 熊思亚东; 王哲; 王智鑫;
- 关键词:
项目摘要
Trapping or storing light is of great importance for both science and technology. It is the basis of wide-ranging applications for optical communication, quantum computation, and particularly, chemical and biology sensing. A conventional device for confining light is known as optical resonator, in which outgoing waves are completely forbidden. However, recent finding indicate that perfect light trapping can still be achieved even allowed outgoing waves, because of a particular localized state, the bound sate in the continuum (BIC). Utilizing periodic electromagnetic structure that is analogy to a quantum system, the permittivity distribution can be manipulated to support BIC. In this project, we propose to realize BIC in a photonic crystal (PC) system working in the continuum region. Based on a full-wave, 3D coupled-wave theory model that depicts the interaction and couplings between those individual Bloch waves, the BICs can be reviewed from an analytical perspective. We will develop a comprehensive theoretical model to present BIC in both infinite-periodicity and finite-size structures. The intrinsic symmetric and topologic natures of the photonic system will be investigated. In addition, since the optical leakage and reflection on the boundary will degrade light-trapping, we attempt to eliminate them that form a full-space localized BIC. Further, we will investigate novel sensing mechanism by utilizing two kinds of BIC, i.e, symmetric BICs and tunable BICs. The device will be fabrication by using standard semiconductor processes, such as EBL and ICP, on the silicon-on-insulator (SOI) platform. To observe BIC, a reflectivity spectrum measurement system will be constructed by using lock-in amplifier for achieving maximum sensitivity. A demonstration of the refractive index sensing based on BIC will be experimentally presented. We believe our exploring of the BICs will be essential important for understanding the fundamental physics in photonic system, and will boost the application in optical communication and bio/chemical sensing.
如何实现维纳尺度下的光场束缚(light trapping)是光电子领域一个广为关注的问题,它是实现光缓存、光逻辑、光量子器件,及各种生物和化学传感应用的基础。本项目拟利用光子晶体类比量子系统的“原子势场”,通过“连续区光子束缚态(BIC态)”在允许光逃逸情况下实现光场束缚。项目拟研究BIC态的物理规律,澄清光子系统内禀性质如对称性、拓扑特性与BIC态的关系;进而建立精确、高效的理论模型;并探索有限尺度下全空间局域化BIC态的可能性。基于标准半导体工艺,项目拟突破BIC态制备和观测关键技术。应用方面,项目拟利用BIC态在器件面积和稳定性上的优势,探索新型折射率传感机理,并进行实验验证。作为一种不同于传统“微谐振腔”的光场局域化新机制,“连续区光子束缚态”,逐渐成为学术界研究的热点,具有巨大科学意义和广阔应用前景。特别是基于BIC态的传感应用目前尚属空白,极具研究价值。
结项摘要
如何实现微尺度下的光场束缚(light trapping)是光电子领域一个广为关注的问题,它是实现光缓存、光逻辑、光量子器件,及各种生物和化学传感应用的基础。本项目利用光子晶体类比量子系统的“原子势场”,通过“连续区光子束缚态(BIC态)”在允许光逃逸情况下实现光场束缚。项目研究了BIC态的物理规律,澄清光子系统内禀性质如“对称”和“拓扑”性质与BIC态的关系;进而建立精确、高效的理论模型;光子晶体辐射引入的非厄米性质导致了新奇的物理现象,项目发现了一种独特的体费米弧和偏振态半整数拓扑荷现象,体现了非厄米体系独特的拓扑性质。拓扑荷为实现局域化、高Q值BIC态的新机理和新方法。基于标准半导体工艺,项目突破了BIC态制备和观测关键技术,利用拓扑荷合并机理实现了对随机散射鲁棒的高Q谐振态,实测Q值达创纪录的50万。作为一种不同于传统“微谐振腔”的光场局域化新机制,“连续区光子束缚态”在包括集成光源、传感器、量子计算等领域具有巨大科学意义和广阔应用前景。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(5)
专利数量(1)
Analytical and statistical investigation on structural fluctuations induced radiation in photonic crystal slabs
光子晶体板中结构波动诱发辐射的分析和统计研究
- DOI:10.1364/oe.25.005580
- 发表时间:2017-03-06
- 期刊:OPTICS EXPRESS
- 影响因子:3.8
- 作者:Ni, Liangfu;Jin, Jicheng;Li, Zhengbin
- 通讯作者:Li, Zhengbin
Synthesis and observation of non-Abelian gauge fields in real space
实空间非阿贝尔规范场的综合与观测
- DOI:10.1126/science.aay3183
- 发表时间:2019-06
- 期刊:Science
- 影响因子:56.9
- 作者:Yi Yang;Chao Peng;Di Zhu;Hrvoje Buljan;John D. Joannopoulos;Bo Zhen;Marin Soljačić
- 通讯作者:Marin Soljačić
Optical measurement by a dual-frequency comb based on Rayleigh scattered Stokes light
基于瑞利散射斯托克斯光的双频梳光学测量
- DOI:10.1016/j.optcom.2019.02.004
- 发表时间:2019-06
- 期刊:Optics Communications
- 影响因子:2.4
- 作者:Li Pei;Chen Fangyuan;Peng Chao;Li Zhengbin
- 通讯作者:Li Zhengbin
Thermal phase noise in giant interferometric fiber optic gyroscopes
巨型干涉光纤陀螺仪中的热相位噪声
- DOI:10.1364/oe.27.014121
- 发表时间:2019-05-13
- 期刊:OPTICS EXPRESS
- 影响因子:3.8
- 作者:Li, Yulin;Cao, Yuwen;Li, Zhengbin
- 通讯作者:Li, Zhengbin
Analytical Perspective of Interfering Resonances in High-Index-Contrast Periodic Photonic Structures
高折射率对比度周期性光子结构中干涉共振的分析视角
- DOI:10.1109/jqe.2016.2568763
- 发表时间:2016
- 期刊:IEEE Journal of Quantum Electronics
- 影响因子:2.5
- 作者:Wang Zhixin;Zhang Hanxing;Ni Liangfu;Hu Weiwei;Peng Chao
- 通讯作者:Peng Chao
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
基于PCR技术的分子标记在南药益智研究中的应用
- DOI:10.13271/j.mpb.014.001804
- 发表时间:2016
- 期刊:分子植物育种
- 影响因子:--
- 作者:陈玉容;高炳淼;彭超;张俊清
- 通讯作者:张俊清
弥散张量成像对基底节区胶质瘤手术的临床意义
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:分子影像学杂志
- 影响因子:--
- 作者:李炎稳;毛承亮;郑聪颖;彭超
- 通讯作者:彭超
禹州煤田煤系泥页岩黏土矿物对孔隙结构和甲烷吸附性能的影响
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:中国煤炭
- 影响因子:--
- 作者:彭超;潘结南;万小强;朱绍军;王小玉;董永智
- 通讯作者:董永智
不同气候区现代花粉浓度与覆盖度及植被关系研究
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:西南大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:王勇;张德怀;代然然;彭超
- 通讯作者:彭超
基于改进型WBCT的多光谱图像融合方法
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:计算机工程
- 影响因子:--
- 作者:彭超;刘斌
- 通讯作者:刘斌
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 }}

内容获取失败,请点击重试

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项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图

请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
彭超的其他基金
硅基三五混合集成拓扑光子晶体光源与光放大器
- 批准号:62135001
- 批准年份:2021
- 资助金额:299 万元
- 项目类别:重点项目
非厄米光子晶体
- 批准号:
- 批准年份:2019
- 资助金额:120 万元
- 项目类别:优秀青年科学基金项目
基于二维导模共振效应的光轨道角动量产生和操控机制研究
- 批准号:61307089
- 批准年份:2013
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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 }}