光電所在薄膜體系光學(xué)傳輸?shù)睦碚撗芯恐腥〉孟盗羞M(jìn)展

中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所薄膜技術(shù)研究室在從事先進(jìn)鍍膜技術(shù)研究的同時，積極探索新穎薄膜體系中的光束傳播特征，在利用負(fù)折射率材料調(diào)控光子塔姆態(tài)（Optical Tamm state）以及光子的安德森定域 (Optical Anderson localization) 方向取得了一系列進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在光學(xué)期刊Optics Express上，論文**作者為光電所在職博士研究生、助理研究員柳存定。

負(fù)折射率材料是由人工制備的具有新穎光學(xué)性質(zhì)的材料，這種材料同時具有負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，光從常規(guī)材料(正折射率介質(zhì))入射到負(fù)折射介質(zhì)的界面時將發(fā)生負(fù)折射現(xiàn)象，折射光線與入射光線在界面法線的同側(cè)。負(fù)折射介質(zhì)改變了對光波傳播的傳統(tǒng)認(rèn)識。負(fù)折射介質(zhì)由于其獨特新穎的物理性質(zhì)和誘人的應(yīng)用前景而獲得了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，近年來負(fù)折射率材料加工制備技術(shù)獲得了極大的進(jìn)展，研究負(fù)折射率材料對光學(xué)薄膜性質(zhì)的影響對未來加工特殊光學(xué)薄膜器件具有重要的意義。

首先，研究人員將負(fù)折射率材料引入金屬-反射膜結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)負(fù)折射率材料調(diào)制金屬-反射膜界面上的光學(xué)Tamm態(tài)色散關(guān)系，產(chǎn)生具有負(fù)的群速度的光學(xué)激子，這種具有負(fù)的群速度的光學(xué)激子在信息傳輸?shù)阮I(lǐng)域有著重要的引用。研究人員進(jìn)一步調(diào)整負(fù)折射率材料薄膜的厚度（圖1），發(fā)現(xiàn)負(fù)的群速度光子激子產(chǎn)生條件和光的能量傳播方向以及平均能量密度密切相關(guān)，只有當(dāng)光的能量傳播方向和體系的平均能量密度相反時，負(fù)的光束傳播群速度才會出現(xiàn)。

研究人員進(jìn)一步開展了負(fù)折射率膜層中折射率無序影響光學(xué)薄膜體系中光子的傳輸特征的研究，他們通過選擇正負(fù)折射率材料使光子的傳輸在無序缺失的情況下完全透明，然后在體系中引入折射率無序，研究了光子晶體、光子準(zhǔn)晶等不同結(jié)構(gòu)中光子的定域特征。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)多層薄膜體系中的折射率平均值為零時，在折射率無序體系中出現(xiàn)反常Anderson 定域，其定域長度的度規(guī)參數(shù)和薄膜的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，如圖2所示。該研究對改善光學(xué)薄膜體系中光束傳播性能具有重要作用，在太陽能電池等領(lǐng)域有著潛在應(yīng)用，研究成果發(fā)表在Optics Express專欄中。

圖1：不同厚度的負(fù)折射率薄膜對應(yīng)的光學(xué)Tamm態(tài)的色散特征 

圖2：不同結(jié)構(gòu)的薄膜中光子Anderson定域的度規(guī)關(guān)系

上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件?的高科技企業(yè)，公司成立２００５年，專業(yè)的光電鍍膜公司，公司產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。

采用德國薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating, 激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、紅外制導(dǎo)、面部識別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫框等。