【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)航天學(xué)院張宇峰教授團(tuán)隊成員李玲教授聯(lián)合深圳校區(qū)集成電路學(xué)院張明宇副教授在紅外光學(xué)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以《基于高密度氮化硼納米管定向生長的多功能紅外偏振器》(Multifunctional Infrared Polarizer based on Aligned Growth of High-Density Boron Nitride Nanotubes)為題發(fā)表于《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)。該項研究為氮化硼納米管制備及其紅外光各向異性研究提供了新策略。
光的偏振特性在量子通信中的密鑰分發(fā)、高對比度工業(yè)檢測和生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有重要作用。目前，偏振探測通常依賴材料或結(jié)構(gòu)的各向異性。而傳統(tǒng)金屬光柵偏振器存在響應(yīng)帶寬窄、柔性差、易碎等問題，難以滿足現(xiàn)代光電器件對柔性化、小型化和寬帶響應(yīng)的需求。為突破相關(guān)技術(shù)瓶頸，研究團(tuán)隊系統(tǒng)研究了氮化硼納米管(BNNTs)的合成與排列技術(shù)，提出了一種可構(gòu)建高致密度、良好取向氮化硼納米管薄膜的新型策略，并實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量氮化硼納米管薄膜的大面積制備，成功應(yīng)用于中紅外寬帶偏振器與波長選擇性吸收器，展現(xiàn)出優(yōu)異的偏振光響應(yīng)性能。
通過中紅外散射型近場光學(xué)顯微成像(s-SNOM)技術(shù)，研究團(tuán)隊首次直接識別出氮化硼納米管中的聲子極化激元(PhPs)模式，揭示了其在中紅外偏振光調(diào)控中的物理機(jī)制與潛在應(yīng)用。研究還發(fā)現(xiàn)，在器件彎曲狀態(tài)下，氮化硼納米管仍保持穩(wěn)定的光學(xué)各向異性，顯示出其在柔性偏振器中的顯著優(yōu)勢。該研究展示了氮化硼納米管在寬波段紅外偏振探測、偏振濾光及柔性光子器件中的應(yīng)用潛力，為相關(guān)領(lǐng)域提供了創(chuàng)新性解決方案。
直接觀察BNNTs PhPs模式和偏振FTIR測量
BNNTs陣列中紅外偏振敏感特性
哈工大為論文第一完成單位，李玲教授和張明宇副教授為論文共同通訊作者，航天學(xué)院博士研究生施寧強(qiáng)為論文第一作者。中山大學(xué)鄭澤波副教授參與相關(guān)研究工作。
該研究得到國家自然科學(xué)基金和紅外科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項目支持。
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