超材料前沿研究一周精选年5月1

今天我们继续为大家带来本周的超材料前沿研究精选，内容涉及基于智能算法的偏振路由纳米器件、无反射超表面的弹性波能量捕获、可调光响应弹性超材料等敬请期待！

索引

1.基于智能算法的偏振路由纳米器件

2.亚波长纳米结构高阶本征模的近场透射矩阵显微成像

3.硅量子光子学中的近乎理想自发光子源

4.无反射超表面的弹性波能量捕获

5.可调光响应弹性超材料

6.非线性双面介电超表面自感应被动的不可逆传输

7.使用手性镜对光波进行自旋选择的全维度操控

8.单传感器的太赫兹实时成像

9.用于热回收的集成近场热-光伏器件

以光子为信息载体的集成纳米光子器件在光通信、高性能计算、光互联等领域有着广泛的应用。偏振路由纳米器件是片上光子集成器件的重要组成部分，能够将入射的不同偏振光分离并引导到不同的输出端口。偏振路由纳米器件典型的传统实现结构包括光栅、光波导、光子晶体、金属表面等离激元模式、超构材料等。这些结构难以同时实现尺寸超小、大带宽、高透过率和低损耗的高性能偏振路由纳米器件；并且在设计过程在结构参数优化需要大量的计算资源和较长的时间，优化过程受已有结构类型和物理原理限制器件性能存在严重的局限性。

北京理工大学物理学院路翠翠研究员等人将遗传算法和有限元法结合，发展出对不同结构、不同材料、不同波段、不同模式等都适用的智能算法，能够设计超小尺寸的片上集成光子器件。在该工作中，他们利用智能算法设计出多种易集成的平面结构，将入射的TE和TM模式路由到不同输出端口，选用微纳工艺成熟的硅基材料上进行了实验。器件的制备和测试在北京大学物理学院胡小永教授组完成。该器件工作在近红外波段，最大透过率为85%，两种偏振模式输出对比度超过11dB，器件尺寸仅为nm×nm，是目前已知实验报道中的通过算法设计的尺寸最小的偏振路由纳米器件。每个单元结构的平均位置误差容忍度20nm左右，在当前的微加工技术精度以内。同时，他们为了实现从空间光到片上传输的高效率耦合，用所发展的智能算法设计出高效耦合的无序光栅结构，分别作为TE和TM模式的耦合端。该工作为实现片上偏振路由纳米器件提供了一种高效、通用的实现方法，也为片上集成全光器件的实现带来新的启发和通用的设计思路，将极大地促进纳米光子集成器件的发展，及其在高密度集成度光子芯片中的应用。相关研究工作发表在《AdvancedOpticalMaterials》上，本周被编辑选为期刊封面工作发表。

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