可调谐和可重构的超表面让可编程光学器件成为可能
【新加坡科技研究局(A*STAR)滕京华教授研究团队】


        超表面也称二维超材料,是一种由深亚波长尺度结构构成、能够完全控制电磁波的人工表面。目前,超表面已成功应用于从微波到可见光谱段的相关器件中,它所具有的特殊性能正在让包括可编程按需控制的光学器件在内的一系列全新应用成为可能。为了突破以往无源超表面器件的限制,科学家们开展了广泛的研究,利用不同的材料和机制进行有源超表面的设计,并取得了突破性的成果。

      
可调谐超表面中的材料和机制(左)和用于全息显示的可调谐超表面的艺术视图(右)

       新加坡科技研究局(A*STAR)材料研究与工程研究院(IMRE)滕京华教授研究团队通过分析有源材料的类别,对可调谐和可重构的超表面及器件的最新进展进行了全面回顾。文中除综述了包括电学、热学、光学、机械学和电磁学在内的各种调控机制,还对不同材料和机制的工作频谱、调制速度和调谐深度等进行了全面比较。最后,文章讨论了不同的材料和机制的优缺点以及它们在未来应用中的前景。通过快速了解该领域前期的工作以及将来的研究和应用方向,将为在该领域工作或对该领域感兴趣的学者和学生提供很好的参考和帮助。


研究团队简介
新加坡材料研究与工程研究院是新加坡科技研究局下属的研究机构。该研究院的特点是将其特有的研发能力、最先进的设施以及商业合作伙伴紧密结合起来,着眼于开发与材料领域相关的综合解决方案。滕京华教授领导的光电子学研究团队主要开展基础科学研究和尖端技术开发,将设计、材料和制造方面的创新研究服务于工业应用。该团队在纳米光学和纳米光子学、超材料和超表面、表面等离子体、半导体材料和器件、二维材料和二维光电子学以及太赫兹技术方向开展了广泛研究。他们与来自新加坡本地乃至全球的学术机构、行业伙伴保持着积极的合作,共同推动着该领域科学技术的发展。

相关论文
Nemati A, Wang Q, Hong M H, Teng J H. Tunable and reconfigurable metasurfaces and metadevices. Opto-Electronic Advances 1, 180009 (2018).
DOI:10.29026/oea.2018.180009