基于几何相位超表面的表面等离激元片上光学器件耦合系统

    公开(公告)号:CN115079342B

    公开(公告)日:2024-03-15

    申请号:CN202210658638.9

    申请日:2022-06-11

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于光场调控与光芯片技术领域,具体为一种基于几何相位超表面的表面等离激元片上光学器件耦合系统。本发明系统由SPP激发聚焦超表面和片上光学器件两个部分集合组成;首先根据几何相位原理,设计具有近似完美半波片性质的几何相位人工原子,并利用该人工原子进行空间旋转,排列成两维相位梯度超表面,使其将入射圆偏振光高效耦合为聚焦SPP;然后设计SPP片上波导,使其结构端面位于SPP聚焦点处,最终实现入射光高效耦合进SPP波导并进行传输调控。本发明是通过用激发光照射超表面,把三维激发光高效地耦合为二维的聚焦SPP并传输到远离激发光的位置,再高效耦合进入SPP波导中,具有高效率、高集成、无背景散射等优点。

    一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统

    公开(公告)号:CN115097568A

    公开(公告)日:2022-09-23

    申请号:CN202210626701.0

    申请日:2022-06-05

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于微纳光学与片上光学技术领域,具体为一种基于超表面的片上光自旋控制型双波导耦合系统。本发明由复合相位超表面和两个SPP波导集合组成;复合相位超表面是由人工原子组成的二维阵列,人工原子是反射式MIM三层构型,上层金属结构层为一圆工字型开口环;两个自由度构造两套相互独立的超表面相位分布,使得超表面在左旋光与右旋光自旋的圆偏振光入射下,激发SPP,并把它们聚焦到左右两个不同位置的焦点上;本发明以复合相位超表面作为桥梁,将入射光高效地转化为聚焦的SPP并耦合进入光波导,并通过切换入射光的自旋,实现耦合波导的切换;本发明为片上光学器件的耦合与激发提供了一种高效率、可调节、易集成的实现方案。

    一种模块化便捷式肺功能仪

    公开(公告)号:CN112244816A

    公开(公告)日:2021-01-22

    申请号:CN202011256940.9

    申请日:2020-11-11

    Abstract: 本发明涉及一种模块化便捷式肺功能仪,包括吹嘴部、对接部、检测部、处理部;所述吹嘴部、对接部、检测部、处理部可拆卸相连;所述吹嘴部为两端开口的柱体结构与所述对接部可拆卸式卡接,所述对接部其一端通过管路与所述检测部相连,所述检测部为压差式流量传感器,所述检测部与所述处理部电连接,所述处理部包括中央处理模块、信号传输模块、电源模块;所述中央处理模块用于数据处理,信号传输模块用于数据的传输、电源模块用于用电元件的供电,其优点在于:模块化组装、易于更换、可靠性高、安全性好、成本低。

    一种基于可调超表面的圆极化旋向调控器及其设计方法

    公开(公告)号:CN105161858B

    公开(公告)日:2019-01-29

    申请号:CN201510654641.3

    申请日:2015-10-10

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于反射体系技术领域,具体为一种基于可调超表面的圆极化旋向调控器及其设计方法。本发明的圆极化旋向调控器主要由上层微带导带层、中层电介质板和下层金属接地板组成;上层微带导带层为电刷结构,主要由圆形电谐振(ELC)结构、偏置电路和PIN二级管组成,圆形ELC结构由上下半圆弧臂、圆弧中间开口、中心垂直臂和缝隙组成。本发明通过控制PIN管的通、断,圆极化旋向调控器实现旋向转换到旋向保持功能的切换,旋向杂化到旋向保持功能的切换。本发明将两种或多种功能器件集成在一个板子上,降低了制作成本,提高了效率和复用性,且不需要多层扭转手性结构即可实现,具有结构简单、体积小、损耗低、频带宽和重量轻等优良特性。

    基于几何贝尔相位透射超表面的贝塞尔光束激发装置

    公开(公告)号:CN108649341A

    公开(公告)日:2018-10-12

    申请号:CN201810329235.3

    申请日:2018-04-13

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于电磁调控技术领域,具体为基于几何贝尔相位透射超表面的贝塞尔光束激发装置。包括入射装置、转换装置及接收装置;初始光激发使用的是时域门技术,由其产生脉冲信号,通过圆极化天线喇叭向外辐射得到左旋/右旋圆偏振平面光完成激发。初始圆偏光垂直入射到几何贝尔相位超表面转换装置上,通过旋转单元结构使透射模值和相位解锁,在保持完美透射的情况下独立的调控透射相位使其径向呈现线性梯度分布,从而产生高效贝塞尔光束。本发明相比传统的贝塞尔光激发器具有透射效率更高,偏振更纯净,厚度更薄的优点,适用于未来光路的集成、微粒的精确操控、结构表面形貌成像以及样品加工等光学领域。

    基于光子自旋霍尔效应的微波偏振检测装置

    公开(公告)号:CN104569622B

    公开(公告)日:2017-07-07

    申请号:CN201410813315.8

    申请日:2014-12-24

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于电磁波偏振检测技术领域,具体为一种基于光子自旋霍尔效应的高效微波偏振检测装置。本发明检测装置通过高效的“光子自旋霍尔效应”将待检测电磁波分解成左旋和右旋圆偏振光,然后分别测量其模值和相位,反推得到待检测电磁波的偏振。“光子自旋霍尔效应”是通过全反射式“旋转结构”电磁特异介质超表面的线性几何贝尔相位梯度实现。本发明相比传统的偏振检测方式(用正对着的线极化喇叭直接测量电磁波的和分量)具有更方便快捷,而且误差更少,稳定性更好的优点。本发明工作频段在,通过等比列缩放或重新设计特异介质单元结构常数,可以推广到其他工作频段。

    石墨烯荧光猝灭结合纳米金属阵列进行荧光观测的方法

    公开(公告)号:CN104568876B

    公开(公告)日:2017-03-29

    申请号:CN201410813396.1

    申请日:2014-12-24

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于生物物理单分子观测表面处理技术领域,具体为一种薄层石墨烯荧光猝灭结合纳米金属阵列进行单分子荧光观测的方法。本发明具体步骤包括:单分子荧光观测区域表面的处理;在上述石墨烯衬底上制备纳米金属有序阵列。本发明利用薄层石墨烯可猝灭其表面一定区域内的荧光分子,同时拥有良好的透过性,使得激励光和荧光信号的损耗较小的性质;在薄层石墨烯上的金属纳米结构可正常结合荧光分子,而金属层纵向上拉开了荧光分子和石墨烯的距离,使得荧光分子不在石墨烯猝灭范围内而能够正常发出荧光。通过控制荧光分子浓度及结合条件即可实现单分子荧光观测。

    基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置

    公开(公告)号:CN105785601A

    公开(公告)日:2016-07-20

    申请号:CN201610211830.8

    申请日:2016-04-07

    Applicant: 复旦大学

    CPC classification number: G02F1/01 G02F1/0136

    Abstract: 本发明属于电磁调控技术领域,具体为一种基于超表面透射几何贝尔相位的高效微波涡旋光激发装置。本发明包括入射模块、转换模块和接收模块;其中:入射模块使用时域门技术,由圆极化喇叭以脉冲形式将右旋(左旋)圆偏振平面光垂直入射到超表面;转换模块为具有完美透射频率窗口的“旋转结构”电磁特异介质超表面,通过“旋转结构”的几何贝尔相位,实现透射模值和透射相位解锁,在保持高效透射模值的情况下,对透射相位进行纯调控,设计超表面的几何贝尔相位宏观序为螺旋梯度,并嵌入到透射光中,从而产生高效涡旋光。本发明相比传统的涡旋光激发装置具有透射效率更高、厚度更薄的优点,适用于未来的集成光学领域。

    一种基于特异界面的表面等离激元的耦合器

    公开(公告)号:CN104638329A

    公开(公告)日:2015-05-20

    申请号:CN201510032231.5

    申请日:2015-01-22

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于电子器件技术领域,具体为一种基于特异界面的表面等离激元的耦合器。本发明耦合器包括:一特异界面,一传播板;所述特异界面用于调控平面波的透射相位,其相位随空间坐标变化;并把平面波转化为表面波;该特异界面是由超晶格阵列组合而成的电磁共振ABA体系,每个超晶格包括按顺序排列的特定设计的五个共振单元,五个共振单元覆盖0度到360度的相位周期;所述传播板是一块支持spoof-SPP传播的介质板,传播板通过近场耦合,把特异界面上的表面波转化为传播板上的表面等离激元。该耦合器工作频率为9.2GHz,其能量转化率理论预期值为94%,实验测量值为78%。整个耦合器空间占用小,转化效率高,能为SPP的各种进阶应用提供巨大的方便。

    一种基于表面等离子体微腔的多色量子阱光子探测器件

    公开(公告)号:CN102593201A

    公开(公告)日:2012-07-18

    申请号:CN201110399778.0

    申请日:2011-12-06

    Applicant: 复旦大学

    Abstract: 本发明属于光探测技术领域,具体为一种基于表面等离子体微腔的多色量子阱光子探测器件。该探测器包括一层亚波长孔阵列结构的金属膜和一层完好的金属膜组成的微腔;微腔中填塞两种或两种以上量子阱层,分别对应探测波长,量子阱具有一定的载流子浓度,并至少具有两个能级;不同量子阱层中间存在内部电极供接入电路使用;一定频谱宽度入射光波垂直或倾斜于孔阵列金属膜入射,激发该孔阵列金属膜/量子阱界面的表面等离子体,表面等离子体被捕获于微腔中,被微腔中的量子阱吸收并发生子带跃迁过程,跃迁的电子在外加偏压下形成电流信号。本发明相对单层金属孔阵列耦合的光子探测器,探测效率提高数倍,并能够对多波长的多色同时探测。

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