
光學左手超穎材料捕獲彩虹取得突破
引自科學網
中國西北工業大學趙曉鵬教授課題組對光學左手超穎材料(metamaterial)捕獲彩虹研究取得突破,研究結果發表在美國《應用物理快報》(Applied Physics Letter 95, 071111,2009)。
減慢光速甚至使傳播的光停下來,可以使資料儲存和處理方式發生完全改變,一直是研究的熱點。然而,現有相關研究面臨極低溫環境要求等種種困難。2007年英國科學家Hess等人在《自然》提出在常溫用超穎材料減慢光速的彩虹模型,引起巨大關注。然而,光學左手超穎材料製備的困難,使得實驗研究一直沒有進展。
趙曉鵬課題組第一次由實驗證實了可見光頻段左手超穎材料楔形異質結捕獲彩虹的理論模型。他們製備出各向同性光學超穎材料,製作了透明楔形光學波導。可見光在波導中傳播測量發現,波包各個頻率分量出現在楔形異質結不同厚度處。研究結果以 “Trapped rainbow effect in visible light left-handed heterostructures” 為題目發表。
近日,趙曉鵬教授關於光學超穎材料捕獲彩虹研究成果被“Nature China”(自然•中國,Sep 30, 2009)選為最新研究亮點(Research Highlights)。這篇題為“Trapped rainbows”的專題評論文章特別指出,西安的研究者用兩片左手材料構成的錐形空氣隙捕獲了光。“Nature China”評論員Cheung指出“趙曉鵬及其合作者現在利用左手材料(一種能夠按照特殊方式彎曲光的複合材料)發明了一個光停止裝置。他們所提出的減慢光速方法能夠使可見光在很寬頻段內以非常小的損耗實現停止傳播,在資訊處理系統和通訊網絡中非常有用。”
近年來,趙曉鵬教授研究組一直致力於左手超穎材料結構設計和由下向上製備方法研究,曾首次報導了雙範本輔助化學電沉積製備紅外左手超穎材料方法(Advanced Materials 2008, 20: 2050),發展了光波段左手超穎材料製備方法,採用無序結構平板電極化學沉積,製備出多回應頻帶、低損耗、大尺寸光波段左手超穎材料(Advanced Functional Materials 2008, 18: 3523)。
Applied Physics Letter原文論文
Trapped rainbow effect in visible light left-handed heterostructures
Applied Physics Letters, 17 August 2009
Appl. Phys. Lett. 95, 071111 (2009) (3 pages)
X. P. Zhao,(a) W. Luo, J. X. Huang, Q. H. Fu, K. Song, X. C. Cheng, and C. R. Luo
Department of Applied Physics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, People's Republic of China
Nature China自然Research Highlights
Photonics: Trapped rainbows
Researchers in Xi'an have trapped light in a tapered air gap between two pieces of left-handed material
Felix Cheung