一种手性纳米光源的实现方法、手性光的激发方法及手性光信号的控制方法

    公开(公告)号:CN116827442A

    公开(公告)日:2023-09-29

    申请号:CN202210299855.3

    申请日:2022-03-25

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明提供一种手性纳米光源的实现方法、手性光的激发方法及手性光信号的控制方法,本发明利用电子束入射在正方形纳米光阱结构中产生手性光发射,通过固定相位差的叠加关系,获得手性辐射信号。同时有别于传统研究手性光源的远场光学激发方式,凭借电子束纳米尺度束斑的优势,激发纳米光阱结构中史密斯‑珀塞尔辐射的不同叠加状态,在百纳米电子束移动范围内实现对手性纳米光源手性度的有效操控,对其今后的发展具有极强的支持动力和参考价值。

    一种偏振调制纳米光子学器件的设计或优化方法

    公开(公告)号:CN116070583A

    公开(公告)日:2023-05-05

    申请号:CN202310147391.9

    申请日:2023-02-20

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种偏振调制纳米光子学器件的设计或优化方法,根据偏振转化需求,利用深度神经网络和贝叶斯优化等算法推荐生成纳米光子学器件(如波片)的结构参数,完成所需偏振调制器件的设计。该方法利用深度神经网络与贝叶斯优化高效的并行计算能力,在有限的计算资源下推荐生成大量具有高效偏振转化能力的波片,并构建结构数据库,可进一步支撑各种偏振依赖光学器件的开发。与基于预设物理规则或先验设计经验的传统设计策略相比,本发明方法具备更高的设计优化效率与设计自由度,减少了计算资源的消耗,为纳米光子学器件的设计与优化提供了一种新的范式。

    一种圆偏振光探测器件及其制备方法

    公开(公告)号:CN111029416A

    公开(公告)日:2020-04-17

    申请号:CN201911044160.5

    申请日:2019-10-30

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公布了一种圆偏振光探测器件及其制备方法。该圆偏振光探测器件包括衬底、金属反射层、介质层、单层过渡金属硫族化合物、手性表面等离激元超表面和电极,集成在单层过渡金属硫族化合物上的手性表面等离激元超表面能够对入射圆偏振光产生选择性的吸收增强,从而对单层过渡金属硫族化合物在圆偏振光入射下产生的光生载流子数目进行调制,并在外部偏置电压的作用下,对应不同圆偏振光可以产生不同大小的可测量光电流,从而实现对不同圆偏振光的光电探测和区分。本发明是首个在单一平面型器件中实现圆偏振光探测功能的集成光电探测器件,并且工作在可见光波段,具有厚度超薄、响应速度快和便于集成的特点。

    同时在近远场双通道生成涡旋光场的平面光学器件及其设计和制备

    公开(公告)号:CN110286429A

    公开(公告)日:2019-09-27

    申请号:CN201910521339.9

    申请日:2019-06-17

    Applicant: 北京大学

    Inventor: 方哲宇 蒋瞧 朱星

    Abstract: 本发明公开了一种同时在近场和远场双通道生成涡旋光场的平面光学器件及其设计方法和制备方法。该平面光学器件利用金属超构表面材料首次实现了在近场和远场两个通道中同时生成涡旋光场,其中,在近场为聚焦型的表面等离激元涡旋光场,在远场为聚焦的自由空间涡旋光场,并且两通道中所生成的涡旋光场携带的拓扑荷可根据需求灵活搭配。利用本发明方法设计的能生成双通道涡旋光场的平面光学器件对于未来基于涡旋光场的高密度通信和多功能集成光学系统具有重要意义。

    一种利用电子束激发光自旋霍尔效应的方法及其操控

    公开(公告)号:CN114910177B

    公开(公告)日:2025-05-16

    申请号:CN202110174564.7

    申请日:2021-02-07

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种利用电子束激发光自旋霍尔效应的方法及其操控,通过电子束轰击金属纳米结构产生等离激元共振,使左右旋圆偏振分量的辐射方向分离,激发光自旋霍尔效应,并且移动电子束改变激发区域即可实现光自旋霍尔效应有‑无以及左右旋圆偏振光辐射方向的切换,实现光自旋角动量的操控。本发明首次利用电子束入射产生光自旋霍尔效应,通过电子束超高空间分辨突破光学衍射极限,实现亚波长尺度下光自旋霍尔效应的探测,极大地降低了光子自旋角动量自由度的操控尺度,具有尺度小、灵敏度高、鲁棒性强等特点,可运用于光自旋与轨道耦合研究、纳米光子学信息载体研究以及量子信息器件集成等领域。

    一种室温纳米谷极化荧光的等离激元激发方法

    公开(公告)号:CN114324438B

    公开(公告)日:2023-07-21

    申请号:CN202011078556.4

    申请日:2020-10-10

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种室温纳米谷极化荧光的等离激元激发方法,使无自旋注入的电子束激发可通过金属纳米结构支持的等离激元共振由能量转移的方式激发单层过渡金属硫族化合物(MTMDs)谷极化荧光,极大地降低了能谷自由度的使用尺度,通过电子束纳米尺度移动精确改变激发位置进而改变金属纳米结构电磁模式,实现对谷极化度的亚波长尺度操控。此方法可运用于谷赝自旋与金属等离激元耦合研究、谷极化荧光远场光学结构设计、谷电子器件集成,具有尺度小、灵敏度高、鲁棒性高等特点。

    一种多功能涡旋光生成器的设计方法

    公开(公告)号:CN116300071A

    公开(公告)日:2023-06-23

    申请号:CN202310261328.8

    申请日:2023-03-17

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种多功能涡旋光生成器的设计方法,基于光学需求,通过深度神经网络反向设计超构表面的纳米结构,在超构表面的反射光中获得多功能涡旋光。该方法设计灵活,可以根据所需波长、偏振态和拓扑荷,快速完成超构表面的设计,生成所需多功能涡旋光。相较于单一功能的涡旋光生成器,本发明方法借助深度学习实现了单个器件的多功能集成,利于开发涡旋光潜在的无穷维希尔伯特空间,大大促进涡旋光在信息光学领域的应用,推动涡旋光在光子芯片和量子光学等前沿领域的应用。相较于传统的反向设计方法,本发明方法可以在短时间内生成大量的多功能涡旋光,极大减少了计算资源和计算时间的消耗,打开了将涡旋光的优势特性开发到最大程度的可能性。

    基于强化学习的高灵敏生物手性分子探测器件的设计方法

    公开(公告)号:CN116153441A

    公开(公告)日:2023-05-23

    申请号:CN202310065556.8

    申请日:2023-02-06

    Applicant: 北京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于强化学习的高灵敏生物手性分子探测器件的设计方法。所述探测器件将金属纳米结构加工在微流道底部,通过表征金属纳米结构与生物手性分子的耦合信号来实现对生物手性分子的传感。为获得与目标手性分子匹配的金属纳米结构,本发明利用强化学习技术搜索金属纳米结构几何构形的参数空间,获得具备高手性的金属纳米结构。这一设计方法充分实现了纳米光子学器件的智能优化,并且具有自由度高、鲁棒性强、适用范围广、计算速度快等优点,对于其他多功能光学器件设计具有重要的指导意义。本发明设计的基于微流道芯片的生物手性分子探测器件具备实时监测、可重复使用、灵敏度高等多种优势,具有极高的使用价值。

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