我校光电工程学院袁小聪教授领衔的纳米光子学研究中心在纳米手性表面等离子体学方面的研究取得新进展,该团队在Nature出版集团旗下子刊 《Nature Communications》发表了题为《Broadband chirality-coded meta-aperture for photon-spin resolving》的文章(doi:10.1038/ncomms10051)。深圳大学是第一单位和第一通讯单位,该中心杜路平副教授是第一作者,袁小聪教授是通讯作者。

表面等离激元作为一种特殊的表面波形式,在光学超分辨显微成像、生物传感、光子芯片、数据存储、太阳能电池等方面具有重要应用前景。金属纳米结构(包括纳米孔径和纳米天线)作为调控纳米表面等离激元的重要元素,在纳米表面光学的发展中起到了至关重要的作用。然而,由于金属纳米结构具有天然的偏振选择性,光与纳米结构相互作用的过程中会损失部分偏振所携带的信息,因此导致了纳米结构无法识别光子自旋(即手性)这一重要光子参数。

针对这个问题,袁小聪教授团队设计了一种称为“超孔径”(meta-aperture)的纳米表面结构,利用具有手性的超表面(metasurface)结构对普通的光学孔径进行修饰。这种经过精心设计的超表面结构能够解析出与之作用的光子自旋特性,并将其编码到表面等离激元的位相中。利用这种特性,该团队在国际上首次实现了金属纳米孔径对光子两个自旋态的完全相反的异常透射响应。这种超小型化的表面等离激元手性结构在药物/分子的手性检测、全光开关以及集成自旋光电子器件方面具有重要的应用前景。

   该研究得到973项目(项目号:2015CB352004),国家自然科学基金重大仪器项目(项目号:61427819),国家自然科学基金重点项目(项目号:61138003),国家自然科学基金重大项目(项目号:61490712)等资助。       (光电工程学院  供稿)