第四届西部材料大会——人工微结构材料论坛部分报告速览
报告人1
李雄
李雄 中国科学院光电技术研究所 研究员
博士，博士生导师，中国科学院光电技术研究所研究员，基金委优秀青年基金获得者，中科院青年创新促进会成员。主要研究方向为微纳光学与新型亚波长光学器件及材料，包括微纳光子学，亚波长电磁学，平面集成光子器件设计与应用等。
题目：待定
报告人2
陈刚
陈刚 重庆大学 教授
1996年7月获重庆大学物理学学士学位；1999年7月获重庆大学物理学硕士学位；2002年7月获重庆大学精密仪器与机械工程学博士学位；2002年至2004年在重庆大学微系统研究中心从事博士后研究工作；2009年获美国斯蒂文斯理工学院物理学博士学位；2010年4月作为重庆大学高层次引进人才，加入重庆大学光电学院工作。2013年入选教育部“新世纪优秀人才计划”。中国微米纳米技术学会理事会理事、中国光学工程学会高级会员、中国微米纳米技术学会显微分会理事、中国仪器仪表学会光机电技术与系统集成分会理事、中国光学学会光机电技术专业委员会(委员)、IEEE（国际电气工程师协会）, OSA（美国光学学会）, APS（美国物理协会）会员。教授本科生量子力学、半导体物理、信息光学、新生研讨课等课程。主要从事微纳米光子学、光学超衍射器件及超分辨光学成像技术等研究工作。近年来，作为项目负责人承担国家重大科研仪器研制项目1项、973子课题1项、国家自然科学基金面上项目4项。成功研制出了突破衍射极限的多种特殊矢量光场远场光学聚焦器件，较好地解决了突破衍射极限与聚焦光场旁瓣的矛盾，研制出远场非标记超分辨显微光学系统原理样机，多次受国内外期刊邀请撰写超振荡光学领域专题论文。在国内外期刊Optica、light: Science & Applications、Advanced Optical Materials、ACS Photonics、 Nanophotonics、Photonics Research、Applied Physics Letters、Scientific Reports、Optics Letters、Optics Express、IEEE Journal of Quantum Electronics、IEEE Photonics Technology Letters、Semiconductor Science and Technology、Chinese Physics Letters、光学学报、光子学报等上先后发表论文80余篇。相关成果被Nature：Photonics、Laser Focus Word、科技日报等作为“研究亮点”进行报道。
题目：基于超分辨透镜的超分辨光学成像技术
摘要：光学衍射极限制约了光学成像系统的分辨率，使其分辨率无法突破瑞利分辨率极限1.22λ/D，近几十年来已有大量的超分辨成像技术出现，然而大都依赖于荧光标记。如何实现远场超分辨光学成像，特别是超分辨望远，仍然具有极大的挑战。我们提出了一种新型的超分辨平场超构透镜，在相同的孔径下，有望将望远系统的分辨率提高3倍以上，进而实现一种无需标记的远距离超分辨光学成像系统。
报告人3
郑国兴
郑国兴 武汉大学 教授
武汉大学电子信息学院教授/博导，主要从事超(构)表面及新型微纳光学器件研究。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划等多项，近年来在Nat Nanotechnol、Sci Adv、Nat Commun等期刊发表SCI论文60余篇，累计影响因子超530，最高单引1500次，获授权国家发明专利84项且多项已应用。入选爱思唯尔2020中国高被引学者榜单，获教育部技术发明一等奖1项。指导研究生2人获中国光学学会王大珩光学奖，1人获全国光学优秀博士学位论文提名优秀奖。
题目：基于超表面材料的光参量解耦技术及其相关多功能超构器件
摘要：实现超表面器件的多功能集成的通用做法是空间“拼接”技术：即在片上不同空间位置划分不同功能区；但功能越多、器件尺寸越大越复杂、各个功能之间相互制约，因此无法破解“多功能光集成”与“尺寸制约”的矛盾。实现超紧凑的多功能集成意味着需要解耦光参量，在尺寸不变的前提下、实现不同光参量的独立操控。本报告将介绍我们利用超表面实现振幅、相位、光谱等光参量的精细化解耦研究。结果表明，单胞元超表面设计可以让每个纳米结构同步且独立的操控振幅、相位和光谱等光参量，实现超高信息密度的“N合一”多功能超表面器件，在信息编解码、信息复用、光存储、高端防伪等领域有着重要的应用前景。
报告人4
谷建强
谷建强 天津大学 教授
谷建强，男，40岁，教授。研究主要集中在基于超材料的太赫兹功能器件，例如负折射率超表面、PIT慢光表面、主动调制器、隐身毯和超透镜。近年来，专注于消色差超透镜和超材料辅助的光电导天线的研究。Email：gjq@tju.edu.cn。
题目：太赫兹BIC超表面功能器件
摘要：连续域束缚态 (BIC) 超表面为实现超高Q值的先进功能器件提供了独特的途径。这种方法对太赫兹领域极具吸引力，因其有望从根本上解决太赫兹滤波器、传感器、激光器和非线性器件在Q值上的不足但目前太赫兹波段基于介质材料的准BIC超表面研究与其他波段相比还远远不足。本报告展示了一种包涵丰富的BIC/准BIC态的太赫兹高阻硅双周期光栅和金属SRR超表面，前者BIC态源自光栅的导模共振，后者来源于SRR间的对称保护。通过在周期和位置上引入几何不对称，可操纵BIC态的泄漏而形成准BIC高Q值谐振。而通过控制准BIC态间的耦合，在双周期光栅中实现了具有慢光能力的类电磁感应透明 (EIT) 效应。实验测得的慢光效果，即光栅的群延迟高达117 ps。所报告的太赫兹波段BIC/QBIC超表面具有较大高Q值和出色的慢光能力，为实现高性能滤波器、传感器和调制器以促进太赫兹应用发展展现出广阔的前景。
报告人5
张学迁
张学迁 天津大学 副教授
天津大学精仪学院光学工程专业副教授，本硕博均毕业于天津大学精仪学院，曾赴英国伯明翰大学Shuang Zhang教授课题组公派联培和沙特阿卜杜拉国王科技大学Xixiang Zhang教授课题组交流访问，主要从事基于超表面的太赫兹功能器件和太赫兹时域光谱技术方面的研究，在Advanced Materials、Science Advances、Nano Letters等期刊上发表论文80余篇，谷歌学术引用5000余次，主持国家自然科学基金面上项目和青年项目各1项，入选中国科协“青年人才托举工程”项目。荣获2018年度教育部自然科学一等奖（排名6），2018年度中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖学金，2016年度中国光学学会全国光学优秀博士学位论文奖，第三届中国光学工程学会全国光学工程学科优秀博士学位论文提名，2017年北洋学者—青年骨干教师。
题目：基于非线性超表面的太赫兹产生-调制集成器件研究
摘要：太赫兹 (Terahertz, THz) 技术在光谱学、成像、传感及通信等领域具有重要的应用价值。为了进一步推动THz技术在诸多领域的应用，亟需开发新型且高性能的THz源和调控器件。在传统太赫兹系统中，THz产生和调制通常是两种分立的过程，由源和调制器独立完成。本工作提出了一种可将THz产生和调制过程集成起来的新型且高效的方法。该方法基于非线性超表面，利用非线性效应产生THz波，同时利用非线性几何相位来控制产生THz波的相位分布，实现了宽带的THz产生和同步偏振及波前调控，包括角度依赖的圆偏振THz波产生器和手性依赖的太赫兹涡旋光束产生器。该方法为THz系统小型化和新型的集成化器件提供了新思路。
报告人6
温丹丹
温丹丹 西北工业大学 教授
教授，博导。本科及硕士均毕业于西北工业大学。2017年获得英国赫瑞—瓦特大学（Heriot-Watt University）博士学位。2017年11月～2021年2月在澳大利亚墨尔本大学 (University of Melbourne) 从事博士后研究。主要从事基于超表面的光场调控、信息感知、光电器件的研究。近年来，以第一作者在Nature Communications, Nano Letters, Advanced Functional Materials 等知名期刊发表论文多篇。入选西工大2020年度“翱翔海外学者”，获得2017年度国家优秀自费留学生奖学金。
题目：超表面矢量全息术
摘要：针对传统矢量全息图偏振通道少，工作带宽窄的缺点，提出了基于超表面的连续矢量全息图的概念，并实验验证了全息图像偏振态具有随空间坐标连续变化的特点。该超表面包含两种子单元，分别作用于入射光的左、右旋圆偏振分量并产生相同的全息图像。在两个子单元之间引入横向位错，使左、右旋圆偏振图像产生与坐标相关的相位差，并由此得到连续的偏振态变化，从而大大提高再现像的偏振态数量。
报告人7
樊元成
樊元成 西北工业大学 教授
1988年生，博士，西北工业大学教授，博士生导师。2009年和2014年同济大学本科、博士毕业后入职西北工业大工作至今。主要从事超构表面功能器件和计算电磁学方面的的理论与实验研究工作。已发表SCI论文60余篇，第一作者或通讯作者工作发表在包括Research、Advanced Materials、InfoMat和PRB等期刊，Web of Science引用2200余次。获授权发明专利10余项；主持国家科技重大专项和国家自然科学基金等项目多项；担任SCI期刊Frontiers in Physics期刊副主编、Micromachines期刊主题编辑，是PRL、NC、Nano Letters、National Science Review、LAM和AM等光电功能材料领域主流期刊的特邀审稿人；入选林岛学者、西北工业大学翱翔新星和香江学者等计划。
题目：电可调硅金属复合太赫兹超构表面研究
报告人8
李仲阳
李仲阳 武汉大学 教授
武汉大学电子信息学院教授，博士生导师，挂任副院长。获得中组部国家高层次人才青年项目，湖北省杰出青年项目，国家优秀留学生“特别优秀奖”，国际纳米学会瑞恩会士，SPIE光学与光子学教育奖等。本科毕业于天津大学，博士毕业于美国西北大学。曾在美国阿贡国家实验室做访问研究学者，并在美国美光科技公司总部进行未来存储器的纳米级半导体光刻技术研发。致力于研究超表面在微纳尺度下的光场操控研究，以第一/共一/通讯作者在权威期刊 Science、Nano Letters、Advanced Functional Materials、Laser & Photonics Review、ACS Nano等上发表40余篇论文。
题目：浸液式超表面的主动操控及功能复用
摘要：报告将主要介绍浸液式超表面在主动操控和功能复用的两个方面的近期进展。
主动操控方面，提出了一种基于亲疏水超表面的浸润式主动光束操控的方法，可实现在干燥或浸润情况下对光束方向的主动操控，验证了该独特调控手段的可行性，为液浸调控方法探索了新的途径。此浸润调控方法具有无须引入主动材料或复杂外部激励，易于大面积操控等优势，在光束动态操控、定向发射、传感等领域具有潜在应用；基于更进一步的像素编码并利用水凝胶纳米微腔的亲疏水湿度调控，超表面可实现多通道独立图像的实时动态调控。
功能复用方面，通过将局部表面等离共振与闪耀光栅的衍射效应相融合，在原本平坦的超表面上引入空间梯度，提出了将单一横向相位梯度演化成横纵双重相位梯度的一种新型全金属三维超棱镜结构，并实现了一种新型多功能复用型超棱镜阵列器件，可实现偏振或波长调控的具有聚焦功能的凹面镜或者具有散射功能的凸面镜等。
报告人9
向进
向进 重庆大学 教授
重庆大学“弘深青年学者”研究员，研究领域为微纳光子学。2019年博士毕业于华南师范大学，为中国光学学会优博论文（题名）、王大珩奖学金获得者。2019至2021年在美国威斯康星大学-麦迪逊分校Zongfu Yu教授团队开展博士后研究工作，主要从事多模态光场探测技术相关研究。向进老师主要研究兴趣为光学谐振腔、光子晶体等基础研究以及基于超表面的多模光场成像相关应用研究，一共发表包括Nature Communications, Nano Letters, Laser & Photonics Review, Physical Review Applied, Advanced Optical Materials等光学领域国际权威刊物上发表学术论文近40篇。
题目：基于超表面的人工可调结构色
摘要：液晶显示器是最常见的显示技术，但是这些显示有个缺点就是反应速度和分辨率的问题。一般利用液晶分子电调控的方式的单像素尺寸为十几微米甚至几十微米级，而且其时间反应速度为毫秒级都大大限制了其应用。实现超高分辨率的颜色显示是光学方向的研究前沿，我们利用纳米硅结构的电磁偶极子方案可以实现单个像素大小为衍射极限级别，并且可通过简单的偏振控制器件颜色。
报告人10
薛春华
薛春华 广西科技大学 教授
1975年12月生，广西科技大学微电子与材料工程学院教授、硕士研究生导师。2011年毕业于同济大学凝聚态物理专业，获理学博士学位。2015-2016年间在同济大学控制科学与工程学科从事博士后工作，2018年作为访问学者在新加坡国立大学陈志宁教授课题组进修一年。长期担任广西科技计划项目评审专家（包括广西杰出青年基金、广西重点研发计划、广西重点实验室等的评审），知名国际学术期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》、《Optics Express》、《Journal of Physics: Condensed Matter》、《Optics Communications》等的审稿人。研究领域为超材料、超表面的电磁特性及其毫米波阵列天线应用研究，聚焦国家战略和区域经济发展需要。近五年来，作为负责人主持国家自然科学基金项目2项（面上项目和地区基金项目各1项），广西自然科学基金项目2项（重点项目和面上项目各1项）。主要研究工作发表在天线top期刊《IEEE Transactions on Antennas and Propagation》、物理top期刊《Physical Review B》、《Optics Express》等国际知名期刊，迄今为止发表SCI论文30余篇。
题目：惠更斯超表面及其透镜天线应用
摘要：惠更斯超表面是一种透射型超表面，它利用结构中电响应与磁响应之间的平衡来实现完美透射，从而能够对透射波的极化、振幅、相位进行高效控制。传统惠更斯超表面通常通过独立设计电谐振和磁谐振结构来实现，因而结构复杂、制备困难、成本高昂。基于诱导磁机制，磁谐振可以利用电偶极子之间的奇模耦合来实现，从而避免了独立的磁谐振结构，使得惠更斯超表面的设计更为简单、制备方便、成本低廉。基于诱导磁机制，我们探索了惠更斯谐振的电磁响应，包括极化、效率、对入射角的响应等，以及这类惠更斯超表面在双极化、低剖面、高增益、高口面效率的透镜天线中的应用。这些研究展现了其在毫米波透镜天线领域的巨大潜力。
报告人11
阳权龙
阳权龙 中南大学 副教授
中南大学物理与电子学院，副教授；2018年天津大学光学工程专业博士毕业；2019-2022年在澳大利亚国立大学Yuri Kivshar院士组从事博士后研究；目前主要从事太赫兹科学与技术，介质超表面，超表面功能器件，拓扑光子学和非线性光学等方面的研究。
题目：介质薄膜超表面
摘要：超表面是一种二维新型人工电磁微结构材料，其设计具有极高的自由度，能以非常小的尺寸实现对电磁波的操控。由于超低的损耗和磁谐振的引入，全介质超表面受到了越来越多的关注。介质超表面的单元结构通常嵌入在低折射率的聚合物或者位于基底上，这会降低谐振的品质和器件的效率。这里我们引入介质薄膜超表面的概念来消除基底所带来的影响。薄膜超表面由高折射率介质薄膜上的孔阵列构成，其电磁响应由电和磁Mie谐振控制。通过控制电和磁的谐振，实验上可以实现高达91%的透射效率和2π相位分布。基于此，我们实现了高效波前控制，高效多功能超表面，连续域束缚态和拓扑表面态等操控。薄膜超表面为高效大面积人工微结构器件，介质片上系统和拓扑光子学的设计和发展提供了新的思路和方法。
报告人12
路海
路海 河南师范大学 副教授
河南师范大学物理学院副教授，硕士生导师。2011年获同济大学理学博士，后就职于河南师范大学物理学院，任光电子技术及先进制造河南省工程实验室秘书。长期致力于超材料、光子晶体等微结构光场调控理论和实验研究，在国际上提出了人工磁性双曲光子晶体概念。紧紧围绕提出的人工磁性双曲光子晶体概念，系统地开展了光场调控的理论、实验和潜在应用研究。作为第一作者或通讯作者在Advanced Optical Materials、Applied Physics Letters、Optics Express、Optics Letters等期刊发表论文40余篇。
题目：超材料/光子晶体复合结构中的反常光调控
摘要：近年来，超材料与光子晶体两类人工微结构材料分别借助于非自然电磁参数与能带理论，在深亚波长与波长尺度展现了丰富的光场调控能力。我们尝试将介电近零(Epsilon-near-zero, ENZ)以及双曲(Hyperbolic)超材料引入光子晶体设计，改变目前主流的能带构筑方式，探索其中反常的光调控机理与应用。