一、研究方向
研究方向一：基于光束位移的光场调控机理研究
针对前沿科学问题、关键技术以及国家重大需求，集中有限目标、深入开展具有重大科学意义和原始创新的工作。光束位移包含光束角位移和光束侧位移，分别可利用超构表面和波导耦合实现，主要研究偏振转换器件、古斯汉森位移和光自旋霍尔效应。通过引入偏振态调控自由度、轨道角动量和动态调控新材料，揭示空间结构光场的时空演化规律，发展描述空间结构光场的理论框架，打破单一参量调控的局限，提出多参量联合调控的新原理和新技术，具体在可见光、红外和太赫兹等波段研发可动态调控的光学器件。本方向深入开展空间结构光场相关研究，有望为下一代信息技术的发展提供新途径，具有前瞻性和迫切性。基于光束位移的光场调控，在包括近场成像、移动光通信、光路元件和车载相控阵雷达在内的多个领域均有广阔应用前景。
图1 太赫兹超构表面、古斯汉森位移和光自旋霍尔效应
研究方向二：新型微纳传感芯片及光路研究
面向海洋信息、生物检测，食品安全以及环境监测等领域重大战略需求，利用太赫兹超构表面、表面等离子共振、光自旋霍尔效应、古斯汉森位移等技术着重开展手性分子、微生物和DNA的检测。其传感芯片通常可设计成特殊微结构和平面波导结构，采用成熟的半导体工艺加工，同时进行化学表面处理，易于实现同其它光电芯片和微流控芯片的系统集成。致力于解决检测限不够低、范围不够大、灵敏度不够高等传感痛点，探索传感样品的最佳材料、结构以及各层结构的厚度，完善相关传感技术的物理机制和增强机理，为新型传感芯片的设计带来崭新的思路。
图2 实验室传感设备 图3 传感光路示意图
二、团队成员
负责人：唐婷婷，教授，硕士生导师，电子科技大学光学工程博士，2014年作为访问学者访问香港城市大学电子工程系。长期从事光电信息技术领域的科学研究和成果转化工作，主持和主研了包括国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划和四川省战略性新兴产业发展专项在内的10项重大科研项目。以第一作者或唯一通信作者发表SCI检索的学术论文84篇，其中包括中科院一区论文5篇，二区论文21篇，申请专利15项。与中科院院士姚建铨共同提出石墨烯波导在太赫兹波段的磁光光自旋霍尔效应，实现了太赫兹光场调控的新机理。在科研成果转化方面，将缩小马达的尺寸、灵活控制镜片运动的关键技术成果在睿恩光电有限责任公司（攀枝花）实现了转化，生产出了世界上最薄的闭环式马达，可广泛应用于智能手机和无人系统上，预计三年内将突破1亿人民币，具有良好的推广价值和市场前景。此外，与海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室共同开发了光波导生化传感技术在海洋环境监测中的应用，为有效利用和开发南海海洋资源贡献了力量。
成员：罗莉，副教授，硕士生导师。2015年于四川大学攻读电子与信息专业，获电子与信息专业博士学位，并2016年12月至2017年12月赴香港城市大学展开了一年的访问学习。多年致力于研究微纳光电子器件，光波导技术及应用设计，具有扎实的理论基础和丰富的研究经验。
表1 微纳光电子器件及系统科研团队成员
姓名 |
学位 |
职称 |
专业 |
研究方向 |
唐婷婷 |
博士 |
教授 |
光学工程 |
微纳光子学与器件 |
罗 莉 |
博士 |
副教授 |
光学 |
光电子材料与器件 |
梁 潇 |
博士 |
讲师 |
材料科学 |
信息材料与器件 |
三、科研成果
近五年，研究团队成员主持或参与国家自然科学基金4项，横向项目2项，其它项目4项；在《Advanced Optical Materials》《Nanoscale》《Carbon》《Sensors and Actuators B: Chemical》《ACS nano》《ACS Applied Materials & Interfaces》等国内外期刊发表学术论文50余篇；授权发明专利1件，实用新型专利1件。
表2 代表性科研项目
项目名称 |
类型 |
负责人 |
起止时间 |
磁光光束侧位移及其传感应用研究 |
国家自然科学基金 |
唐婷婷 |
2016-2018 |
新型微纳光学传感芯片关键技术研究 |
四川省杰出青年科技人才项目 |
唐婷婷 |
2019-2021 |
基于磁近邻效应的可调谐高居里温度磁性2D-TMDs材料研究 |
国家自然科学基金 |
梁潇 |
2020-2022 |
基于磁光光自旋霍尔效应的海水盐度和重金属传感芯片新机理研究 |
南海海洋资源利用国家重点实验室开放课题 |
唐婷婷 |
2019-2020 |
基于金属/磁性氧化物薄膜的表面等离子磁光增强机理及传感芯片研究 |
国家自然科学基金 |
唐婷婷 |
2019-2020 |
基于数字编码超构材料的电磁信息特征调控机理研究 |
横向项目 |
唐婷婷 |
2019-2023 |
过渡金属硫化物类二维材料能谷的电场调控研究 |
国家博士后科学基金 |
梁潇 |
2020-2021 |
磁光超材料波导的光自旋霍尔效应研究 |
国家自然科学基金 |
罗莉 |
2020-2022 |
基于双曲超材料的磁光光自旋霍尔效应及其光场调控应用研究 |
四川省科技计划项目 |
罗莉 |
2020-2021 |
微纳光学重金属传感技术研究 |
南海海洋资源利用国家重点实验室开放课题 |
罗莉 |
2021-2022 |
二维材料的磁性引入及其能谷调控研究 |
校人才引进科研启动项目 |
梁潇 |
2020-2022 |
波导集成硅基相控阵器件材料计算仿真方法研发 |
横向项目 |
梁潇 |
2020-2021 |
表3 代表性科研论文
论文名称 |
期刊名称 |
作者 |
时间 |
Spin Hall effect of transmitted light in a three-layer waveguide with lossy epsilon-near-zero metamaterial |
Optics Express |
唐婷婷 |
2016 |
Loss enhanced spin Hall effect of transmitted light through anisotropic epsilon- and mu-near-zero metamaterial slab |
Optics Express |
唐婷婷 |
2017 |
Magneto-optical modulation of photonic spin Hall effect of graphene in terahertz region |
Advanced Optical Materials |
唐婷婷 |
2018 |
Enhancement and modulation of photonic spin Hall effect by defect modes in photonic crystal with graphene |
Carbon |
唐婷婷 |
2018 |
Highly sensitive sensors of fluid detection based on magneto-optical optical Tamm state |
Sensors and Actuators B: Chemical |
唐婷婷 |
2018 |
Realization of tunable Goos-Hanchen effect with magneto-optical effect in graphene |
Carbon |
唐婷婷 |
2018 |
Weak measurement of magneto-optical Goos-Hänchen effect |
Optics Express |
唐婷婷 |
2019 |
Weak measurement of magneto-optical spin Hall effect of light |
Photonics Research |
唐婷婷 |
2019 |
Chiral coding metasurfaces with integrated vanadium dioxide for thermo-optic modulation of terahertz waves |
Journal of Alloys and Compounds |
唐婷婷 |
2020 |
Metal-Graphene Hybrid Chiral Metamaterials for Tunable Circular Dichroism |
Annalen der Physik |
唐婷婷 |
2020 |
Magnetic proximity effect and electrical field tunable valley degeneracy in MoS2/EuS van der Waals heterojunctions |
Nanoscale |
梁潇 |
2017 |
Influence of interface structure on magnetic proximity effect in Pt/Y3Fe5O12 heterostructures |
ACS Applied Materials & Interfaces |
梁潇 |
2017 |
Valley Polarization of Trions and Magnetoresistance in Heterostructures of MoS2 and Yttrium Iron Garnet |
ACS nano |
梁潇 |
2017 |
Magnetic Proximity Effect and Anomalous Hall Effect in Pt/Y3Fe5−xAlxO12 Heterostructures |
Phyiscal Review Applied |
梁潇 |
2018 |
Switching the Optical Chirality in Magnetoplasmonic Metasurfaces Using Applied Magnetic Fields |
ACS nano |
梁潇 |
2020 |
Tunneling mode in a frustrated total internal reflection structure with hyperbolic metamaterial. |
Superlattices and Microstructures |
罗莉 |
2016 |
Enhanced Imbert-Fedorov effect of reflected light from an epsilon-near-zero slab |
Superlattices and Microstructures |
罗莉 |
2017 |
Photonic spin Hall effect of reflected light in a prism-graphene waveguide. |
Superlattices and Microstructures |
罗莉 |
2018 |
Nonlinear magneto optic spin Hall effect of transmitted light through amultilayer with graphene in terahertz region. |
Journal of Magnetism and Magnetic Materials |
罗莉 |
2019 |
Electro-optic and magneto-optic modulations of Goos-Hänchen effect in double graphene coating waveguide with sensing applications. |
Journal of Magnetism and Magnetic Materials |
罗莉 |
2019 |
表4 代表性专利
专利名称 |
类型 |
发明人 |
时间 |
一种折射率检测方法 |
发明专利 |
唐婷婷 |
2018 |
热光光自旋霍尔效应调控装置及与响应灵敏度的测算方法 |
发明专利 |
唐婷婷 |
2020 |
一种溶液浓度测量装置、方法及溶液传感灵敏度测量方法 |
发明专利 |
唐婷婷 |
2020 |
一种基于古斯汉森位移的调控装置及调控方法 |
发明专利 |
唐婷婷 |
2020 |
一种双频功能性超表面及其及方法 |
发明专利 |
唐婷婷 |
2021 |
一种电光效应光波导检测装置 |
实用新型专利 |
唐婷婷 |
2018 |
一种热光效应光波导检测装置 |
实用新型专利 |
唐婷婷 |
2018 |
一种弱测量的传感光路 |
实用新型专利 |
唐婷婷 |
2020 |
