講座名稱：超構(gòu)表面成像研究

講座人：王漱明 教授

講座時(shí)間：8月15日10:00-12:05

地點(diǎn)：北校區(qū)西大樓III 412會(huì)議室

講座人介紹：

南京大學(xué)物理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，兼任南智先進(jìn)光電集成技術(shù)研究院院長。國家級(jí)領(lǐng)軍人才，第四屆江蘇省青年光學(xué)科技獎(jiǎng)獲得者。長期致力于干超構(gòu)表面、光子晶體、超構(gòu)材料和等離激元等微納光學(xué)體系在線性、非線性與量子光學(xué)等方面的研究，及其在集成光學(xué)成像、光場(chǎng)調(diào)控、光力學(xué)和拓?fù)涔庾訉W(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。在Science、Nature Nanotechnology. Nature Communications. Advanced Materials、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Nano Letters等期刊上發(fā)表論文80余篇，總引用次數(shù)超3000次。相關(guān)研究成果榮獲2018年和2020年“中國光學(xué)十大進(jìn)展”。

講座內(nèi)容：

極端光學(xué)成像技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的戰(zhàn)略角色。在極端環(huán)境下，傳統(tǒng)的成像設(shè)備可能無法正常工作，因此需要增加設(shè)備體積以進(jìn)行特殊的封裝處理。同時(shí)，在某些情況下，人類無法到達(dá)某些工作區(qū)域，這使得實(shí)時(shí)成像變得異常困難。鑒于此，急需一種能夠在極端環(huán)境下進(jìn)行實(shí)時(shí)、快速、集成化、小型化的成像光學(xué)元件。人工微納天線組成的超構(gòu)表面因其超薄、緊湊的特性，已被證明可以實(shí)現(xiàn)衍射極限級(jí)別的高分辨率成像，成為了極端光學(xué)成像技術(shù)的一個(gè)重要研究方向。通過特殊設(shè)計(jì)，超構(gòu)表面的共振模式可以對(duì)偏振、波長、振幅等自由度進(jìn)行調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)多維度的光學(xué)信息獲取。本次報(bào)告，主講人主要介紹課題組近年來在超構(gòu)表面成像方面的研究進(jìn)展。首先，報(bào)告人從色差問題出發(fā)，提出了相位拆分原理，將透鏡相位拆分成與波長無關(guān)的基礎(chǔ)相位和與波長有關(guān)的色差相位，從而實(shí)現(xiàn)了兩種相位的獨(dú)立調(diào)控，有效地實(shí)現(xiàn)了完美的色差調(diào)控。在實(shí)驗(yàn)上，報(bào)告人展示了近紅外波段的消色差反射板和可見光波段的消色差彩色成像。為了提高分辨率并獲得深度信息，課題組制備了大面積的消色差超構(gòu)透鏡陣列，其效果可媲美商用鏡頭。為了進(jìn)一步獲取更多的光學(xué)信息，課題組還將色差在焦平面上橫向拉開，制備出了超色差的超構(gòu)透鏡陣列，并通過深度學(xué)習(xí)對(duì)光譜重建，從而同時(shí)獲取光譜和深度的信息，實(shí)現(xiàn)了不同材質(zhì)分析與光譜信息檢測(cè)。此外，報(bào)告人還通過優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)對(duì)超構(gòu)表面的逆向設(shè)計(jì)，制備出兩倍于傳統(tǒng)拜耳濾色片的成像效率，且分辨率達(dá)到像素級(jí)別的超構(gòu)彩色路由器件。以上報(bào)告的研究成果為超構(gòu)表面集成成像應(yīng)對(duì)不同極端環(huán)境下的成像需求進(jìn)行了初步探索有望進(jìn)一步推動(dòng)超構(gòu)表面成像在航空航天、深海探測(cè)和無損檢測(cè)等領(lǐng)域的發(fā)展。

主辦單位：物理學(xué)院