講座名稱：超構表面成像研究

講座人：王漱明 教授

講座時間：8月15日10:00-12:05

地點：北校區西大樓III 412會議室

講座人介紹：

南京大學物理學院教授，博士生導師，兼任南智先進光電集成技術研究院院長。國家級領軍人才，第四屆江蘇省青年光學科技獎獲得者。長期致力于干超構表面、光子晶體、超構材料和等離激元等微納光學體系在線性、非線性與量子光學等方面的研究，及其在集成光學成像、光場調控、光力學和拓撲光子學等領域中的應用。在Science、Nature Nanotechnology. Nature Communications. Advanced Materials、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews、Nano Letters等期刊上發表論文80余篇，總引用次數超3000次。相關研究成果榮獲2018年和2020年“中國光學十大進展”。

講座內容：

極端光學成像技術在現代科學和工業領域扮演著至關重要的戰略角色。在極端環境下，傳統的成像設備可能無法正常工作，因此需要增加設備體積以進行特殊的封裝處理。同時，在某些情況下，人類無法到達某些工作區域，這使得實時成像變得異常困難。鑒于此，急需一種能夠在極端環境下進行實時、快速、集成化、小型化的成像光學元件。人工微納天線組成的超構表面因其超薄、緊湊的特性，已被證明可以實現衍射極限級別的高分辨率成像，成為了極端光學成像技術的一個重要研究方向。通過特殊設計，超構表面的共振模式可以對偏振、波長、振幅等自由度進行調控，從而實現多維度的光學信息獲取。本次報告，主講人主要介紹課題組近年來在超構表面成像方面的研究進展。首先，報告人從色差問題出發，提出了相位拆分原理，將透鏡相位拆分成與波長無關的基礎相位和與波長有關的色差相位，從而實現了兩種相位的獨立調控，有效地實現了完美的色差調控。在實驗上，報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透鏡陣列，其效果可媲美商用鏡頭。為了進一步獲取更多的光學信息，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透鏡陣列，并通過深度學習對光譜重建，從而同時獲取光譜和深度的信息，實現了不同材質分析與光譜信息檢測。此外，報告人還通過優化算法實現對超構表面的逆向設計，制備出兩倍于傳統拜耳濾色片的成像效率，且分辨率達到像素級別的超構彩色路由器件。以上報告的研究成果為超構表面集成成像應對不同極端環境下的成像需求進行了初步探索有望進一步推動超構表面成像在航空航天、深海探測和無損檢測等領域的發展。

主辦單位：物理學院