近日，清華大學(xué)材料學(xué)院周 濟(jì)教授課題組在《物理評論快報》上發(fā)表題為“Artificial Nonlinearity Generated from Electromagnetic Coupling Meta-molecule”的研究成果。該成果基于經(jīng)典電磁學(xué)理論，利用超構(gòu)材料思想，提出了一種全新的人工光學(xué)非線性材料。 wHBHkz  
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光學(xué)非線性是一種強光與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的普遍性的物理效應(yīng)，已在激光技術(shù)、光通訊和光信息技術(shù)等顛覆性技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。然而，由于缺乏描述自然非線性過程的清晰物理圖像，非線性光學(xué)材料的探索長期處于定性或半定量階段。實現(xiàn)一種可精確預(yù)測和精準(zhǔn)設(shè)計的人工光學(xué)非線性材料，成為一個極具挑戰(zhàn)且富有前景的課題。 I>YtWY|ed  
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該研究成果中提出的人工材料基于一個巧妙設(shè)計的人工超構(gòu)分子（metamolecule）內(nèi)部電場和磁場的耦合，打破了材料物理環(huán)境的空間對稱性，從而實現(xiàn)了人工設(shè)計的光學(xué)非線性。其非線性完全源于人工超構(gòu)分子，而無需自然光學(xué)非線性材料參與，因此可以通過改變?nèi)斯そY(jié)構(gòu)，對所產(chǎn)生的光學(xué)非線性進(jìn)行精確的設(shè)計和調(diào)控。同時，該人工非線性理論的物理過程明確且清晰，可應(yīng)用于非常寬的電磁頻譜。相關(guān)研究結(jié)果表明，通過適當(dāng)?shù)目s放超構(gòu)分子結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，在微波到紅外波段均可以產(chǎn)生明顯的光學(xué)非線性。這一全新的人工理論，使得光學(xué)非線性具有了前所未有的設(shè)計自由度，將促進(jìn)新一代光源及光信息技術(shù)的快速發(fā)展，同時也將促進(jìn)如非線性光學(xué)透鏡和非線性全息等新技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。 gLXvw]  
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