日前，南京理工大學(xué)理學(xué)院蔣立勇教授團(tuán)隊(duì)提出了一種新的基于表面等離激元模式鏡面對(duì)稱/反對(duì)稱干涉效應(yīng)的“面內(nèi)”相干調(diào)控方法，并通過與新加坡南洋理工大學(xué)申澤驤教授、新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)Joel K. W. Yang教授團(tuán)隊(duì)的合作在實(shí)驗(yàn)上完成了“面內(nèi)”相干調(diào)控機(jī)理和應(yīng)用的驗(yàn)證。該研究成果已在線發(fā)表在Nature出版集團(tuán)旗下的國(guó)際光學(xué)頂尖期刊《光：科學(xué)與應(yīng)用》（Light: Science & Applications，影響因子13.625）上面。

表面等離激元“面內(nèi)”相干光譜調(diào)控機(jī)理及開關(guān)與編碼應(yīng)用

在過去的二十年里，以光子晶體、金屬納米天線、超材料和超表面為代表的人工微納結(jié)構(gòu)在集成光通信、顯示照明、傳感、電子對(duì)抗等信息技術(shù)領(lǐng)域分支得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用，這離不開人類對(duì)人工微納結(jié)構(gòu)光譜調(diào)控理論和技術(shù)的不斷探索和創(chuàng)新。通常人們可以通過改變光源參數(shù)（頻率、強(qiáng)度、相位、偏振）或者設(shè)計(jì)人工微納結(jié)構(gòu)特征參數(shù)來調(diào)節(jié)其光學(xué)響應(yīng)。表面等離激元相干光譜調(diào)控是近些年來人工微納結(jié)構(gòu)光譜調(diào)控研究的前沿方向，其主要理論建立在“相干完美吸收”效應(yīng)基礎(chǔ)上，并在全光邏輯器件、相干成像、量子校驗(yàn)和自聚焦等方向上得到了的應(yīng)用驗(yàn)證（見Light-Sci. Appl. 2012, 1, e18；Nat. Commun. 2015, 6, 7031；Light-Sci. Appl. 2018, 7, 17157；Nat. Commun. 2018, 9, 182）。現(xiàn)有的表面等離激元相干光譜調(diào)控技術(shù)是通過“面外”自由空間駐波場(chǎng)進(jìn)行全光操縱，在表面等離激元的模式選擇性和空間選擇性上存在不足，而且“面外”相干調(diào)控不利于芯片集成。

在這項(xiàng)工作中，合作團(tuán)隊(duì)報(bào)道了不同表面等離激元模式在鏡面對(duì)稱條件下的相長(zhǎng)干涉（相干吸收）和相消干涉（相干透明）機(jī)理，分別基于遠(yuǎn)場(chǎng)非對(duì)稱聚焦和光纖集成干涉提出了兩種“面內(nèi)”相干調(diào)控光路，驗(yàn)證了金納米圓盤的表面等離激元開光現(xiàn)象和編碼方案?！懊鎯?nèi)”相干調(diào)控具有獨(dú)特的模式選擇性和空間選擇性，并且不依賴自由空間駐波場(chǎng)的產(chǎn)生，便于芯片集成。該方法的提出為表面等離激元相干光譜調(diào)控提供了新的途徑，并可以拓展到其它人工微納結(jié)構(gòu)（如光子晶體、回音壁等）的光譜調(diào)控研究上，未來有望在集成光通信和微納顯示等領(lǐng)域啟發(fā)更多的創(chuàng)新應(yīng)用，如選擇性表面增強(qiáng)光譜與生物傳感，選擇性相干成像，空間分辨面陣列激光，多自由度全光邏輯器件等。

據(jù)悉，論文以“表面等離激元的面內(nèi)相干調(diào)控及開關(guān)與編碼應(yīng)用”（In-plane coherent control of plasmon resonances for plasmonic switching and encoding）為題發(fā)表， 南京理工大學(xué)為第一單位，蔣立勇教授為該論文的第一作者和通信作者，申澤驤教授和Joel K. W. Yang教授為共同通信作者。南洋理工大學(xué)的尹婷婷博士和Alexander M. Dubrovkin博士為該工作提供了光譜測(cè)試，新加坡科技局的董兆剛研究員提供了實(shí)驗(yàn)樣品，華中科技大學(xué)的陳云天教授團(tuán)隊(duì)在基于多極子模型的仿真計(jì)算驗(yàn)證上給予了支持。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省“六大人才高峰"高層次人才項(xiàng)目以及南京理工大學(xué)“青年拔尖”人才選聘計(jì)劃的資助。