超构材料可对波传播实现前所未有的调控,但会因波耗散产生光学损耗,这一问题在光学成像与传感系统中尤为突出。
近期基于含时间衰减的复频波(CFW)激发技术,为光学损耗补偿提供了极具前景的方案,但该方法在极端损耗场景下仍存在局限。
复频波需要足够的时间衰减以抵消材料损耗,这会不可避免地导致信号在达到准静态前快速衰减至零。
南京大学管福鑫教授课题组以及香港大学张霜团队携手通过设计高阶时间衰减激发形式,有效降低信号衰减速率,使信号能够持续足够长时间以达到准静态,并维持损耗补偿效率。实验结果表明,在等离子体共振体系中,该方法相较于传统复频波激发可实现20倍噪声抑制。该方法适用于成像、生物传感、集成光信号处理等多个领域,应用前景广阔。管福鑫博士现为南京大学副教授,入选登峰人才支持计划B类。博士毕业于复旦大学物理系,曾在香港大学物理系与香港浸会大学物理系先后担任博士后与科研助理教授。主要研究方向为微纳光子学、超材料、拓扑物理与非厄米物理。其突出贡献为提出了合成复频光波的实验方法,突破性地解决了超成像与传感中的光损耗问题。相关研究以第一作者身份发表在 Science、Nature Materials、Laser & Photonics Reviews等期刊,并获评“2023中国光学十大进展”“中国超材料十大进展”等荣誉。张霜,香港大学物理系教授、系主任,主要从事超材料、超表面、纳米光子学与拓扑光子学研究。围绕人工结构对光场自旋—轨道耦合与拓扑态的调控,他提出并推进“结构化表面上的拓扑光”等方向,在手性超材料中直接观测到拓扑表面态弧并构建抗散射传播的表面波通道,现正牵头香港研资局战略主题资助项目“基于拓扑物理的光子集成平台”,面向可编程集成光路的关键器件与系统。曾获英国皇家学会 Wolfson 研究成就奖(2016–2020)与欧盟 ERC 凝聚资助(2015),当选 Optica 会士(2016)与美国物理学会会士(2022)并入选新基石研究员项目(2023–2028),在超材料与拓扑光子学交叉方向形成了系统性与引领性布局。
https://www.nature.com/articles/s41567-026-03171-0