物理系王新柯、张岩教授团队在《光:科学与应用》发表重要科研成果

分享

5月7日,以首都师范大学为第一单位,我校物理系王新柯教授为第一作者、张岩教授为通讯作者的研究论文在光学顶级期刊《光:科学与应用》(Light: Science & Applications,影响因子17.782)上发表,题为《基于空气等离子体动态孔径的太赫兹近场显微》(Terahertz near-field microscopy based on an air-plasma dynamic aperture)。该论文创新性地首次提出了利用空气等离子体动态孔径实现的太赫兹近场成像,此技术独特之处在于,在没有任何真实器件靠近样品的情况下,可以对样品表面的太赫兹近场信号进行相干探测,因此也称为“不在近场下”的太赫兹近场显微技术。此技术的提出大大拓展了太赫兹近场检测的应用领域。


1652232553157052814.png


在传统的太赫兹近场技术中,为了最大程度获取近场信息,总是需要将太赫兹辐射源或探测器紧靠样品放置。此种测量模式难免对于样品提出了一定限制,对于柔性或液态样品,极有可能导致样品形态发生改变以及光学器件被污染。在王新柯、张岩教授提出的检测技术中,他们将一对正交传播的激光进行聚焦,在焦点附近产生了两个重叠的空气等离子体,形成了“十字灯丝”。他们将太赫兹光束引入“十字灯丝”的中心区域,提取了仅由“十字灯丝”中心区域调制的太赫兹信号,相当于为太赫兹光束打开了一个几十微米尺度的动态孔径。当 “十字灯丝”接近待测样品表面时,就可以对样品的太赫兹近场信号进行测量。由于这个技术的适用范围很广,对于柔性或液态样品都可以测量,使得其在生物诊断和化学检测中具有巨大的应用价值。此技术的提出为太赫兹近场技术的发展提供了新的思路,拓宽了太赫兹近场成像的适用范围,其未来的发展令人期待。

此项研究受到了国家自然科学基金”光控可编程太赫兹超构表面器件(121774271)”的支持。论文的合作者还包括西安理工大学的侯磊教授、首师大物理系的叶佳声教授、孙文峰副教授、韩鹏副教授。依托于“超材料与器件北京市重点实验室”,王新柯、张岩教授团队在太赫兹超表面器件、太赫兹成像技术等方面取得了一系列高水平科研成果,在《光电进展》(Opto-Electronic Advances)、《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)等高影响力国际期刊上发表多篇学术论文,受到了国内外同行的广泛关注。

近年来,物理系在学科与专业建设、人才培养方面开展了大量工作,并取得成效。今后物理系将围绕首都师范大学学科建设目标和任务,加强物理学特色学科建设,注重学科交叉融合,强化优秀青年人才队伍培养,为提高我校整体科研水平及国际学术影响力继续努力。


论文信息:https://www.nature.com/articles/s41377-022-00822-8 

顶部