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    北京大学“飞秒光物理与介观光学”创新研究群体在介观光学研究方面取得重要进展

    日期 2008-03-17   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

      光子晶体全光开关是介观光学应用重要的原型器件,实现其超快响应和低泵浦光功率是实用化的关键。龚旗煌领导的研究组提出了一种通过激发态电荷转移同时实现材料的超快速时间响应和近共振增强非线性光学效应的新方法,获得了具有较大三阶非线性光学系数和超快时间响应的聚苯乙烯/香豆素染料复合材料。利用此复合材料制备出的二维非线性光子晶体全光开关与先前报道的结果相比,泵浦光功率降低了4个量级,并同时达到了80%的高开关效率和1.2皮秒(10-12s)的超快开关时间。该项研究成果不仅将促进全光开关等介观光子学器件的实际应用,而且为非线性光学新材料的研究提供新的途径。研究论文作为第一篇来自中国研究快报发表在国际权威刊物Nature Photonics 【Xiaoyong Hu, Ping Jiang, Chengyuan Ding, Hong Yang and Qihuang Gong*,Picosecond and low-power all-optical switching based on an organic photonic-bandgap microcavity. Nature Photonics,Vol.2, P185-189, 2008 (doi: 10.1038/nphoton.2007.299)】。论文网络版一经刊登,即被英国物理学会光学网站以题为“光子晶体加速全光开光( Photonic crystals speed up all-optical switching)”以及Nature China以“一个低功率光开关(Optical switches: A new low)”研究亮点所评述。

      在飞秒激光双光子聚合纳米制备方面,他们提出了在聚合结构上添加周期性分布的点或直接用周期性结构的变化测量纳米聚合线条收缩的方法,并由此发现了聚合结构的非均匀收缩现象;同时还发现,悬空聚合线条不仅存在收缩,而且还被拉伸,导致尺度进一步减小。这一研究为制备高精度的三维纳米聚合物结构提供了重要依据。研究工作作为封面文章在08年3月出版的英国Nanotechnology杂志发表【Yan Li*, FengjieQi, Hong Yang, Qihuang Gong*, XianziDong, and Xuanming Duan, Nonuniform shrinkage and stretching of polymerized nanostructures fabricated by two-photon photopolymerization, Nanotechnology Vol.19 (2008) P.055303】

      以上研究工作得到国家自然科学基金委“创新研究群体科学基金”和国家科技部项目的资助。