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智能無線超構表面磁共振成像線圈
1.痛點問題
磁共振成像領域存在以下痛點問題：
1）圖像信噪比低；
2）檢查效率低；
3）高端定制困難；
4）國外技術壟斷。
2.解決方案
為解決上述痛點問題，擬發展基于超構表面的磁共振成像線圈，預期產品是智能無線磁共振成像線圈，實現低場下的高分辨率成像。
清華大學
2022-07-04
基于智能超表面的無線通信原型系統
智能超表面的主要組成部分是人工電磁超材料。與傳統的材料不同，該材料可以實現對入射電磁信號的智能化定向反射，反射角度可由軟件實時調控。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface）是一種全新的無線通信增強技術，有望解決后5G時代面臨的無線網絡覆蓋難、能耗高這兩大痛點。智能超表面的主要組成部分是人工電磁超材料。與傳統的材料不同，該材料可以實現對入射電磁信號的智能化定向反射，反射角度可由軟件實時調控。該技術可彌補網絡覆蓋盲區，減少需要建設的通信基站數量，是一種經濟、綠色、節能的移動通信新思路。智能超表面被廣泛認為是5G+/6G的關鍵技術之一，也是國際競爭異常激烈的研究熱點。
華中科技大學
2022-07-26
超表面透鏡成像
電流變液在具有廣泛的應用前景，但是目前的巨電流變液采用極性分子包覆的方法，壽命很短，無實 數值孔徑是光學透鏡最重要的基本參量，衡量著光學系統的收集光子能力。對于顯微物鏡，數值孔徑 用價值。本項目已制備出納米碳鑲嵌在二氧化鈦表面的顆粒，與硅油混合后得到屈服強度高、漏電流低、 越大，成像光斑越小，成像細節越清晰。常規油浸物鏡由于采用了特殊的高折射率匹配液，在高分辨率成 壽命長、溫度穩定性好的電流變液，達到實用的水平。計劃擴大生產量，并將電流變液應用在阻尼器上， 像和浸潤式光刻中更被廣泛應用。超構表面結構是一種具有橫向亞波長尺度的微納光學結構，可以在不 實現實用化。
中山大學
2021-04-10
超構表面圖像顯示
設計兩個硅納米棒作為超構表面的基本相干像素結構單元，從而實現光場透射的有效調控。通過獨立控制兩個納米棒的轉角，可以實現單層結構對振幅和相位的獨立調控，從而能夠在單層納米結構上實現任意全息與平面圖像的集成。更進一步，針對于彩色平面圖像，可以通過硅納米棒的尺寸（即單根納米棒的長和寬）以及納米棒之間的轉角差的控制，實現對顏色HSB三參數的按需調控，從而將超構表面結構色的調控能力從二維的色度-飽和度平面，真正拓展到三維的色度-飽和度-強度空間? 以上研究成果將豐富和拓展超構表面在圖像器件方面的應用，比如實現有陰影信息的彩色圖像打印，開發新型全彩平面與彩色全息圖像的集成顯示技術，研制基于平面和全息圖像集成的納米隱寫信息安全技術等。同時，該工作中體現的相干像素設計理念也將對復雜光場調控問題提供新的解決思路和方案
中山大學
2021-04-13
非線性光學超構表面
光學超構材料（Metamaterials）的快速發展為人類提供了在亞波長尺度下調控光的傳播的豐富手段。很多新奇的光物理現象，例如負折射、超分辨透鏡和隱身斗篷等都可以通過設計功能基元的有效介電常數來實現。在光波段，三維納米加工的困難和金屬結構的光損耗不利于超構材料的廣泛應用。自二維超構表面（Metasurface）概念提出以來，超構表面在降低三維超構材料加工難度、提高光學效率方面，特別是控制光的功能基元的幾何位相等方面取得了眾多突破性進展。近來，超構表面在高效率全息成像、超薄光學波片、高數值孔徑的平面透鏡等領域已經表現出極高的應用潛力。超構表面的研究進展極大豐富了利用超構功能基元實現對電磁場 (可見光、近紅外光，太赫茲、微波等波段) 進行調控的手段，為設計新型光學元件提供了新技術。 當前，超構表面的研究主要集中在線性光學的范疇。但毫無疑問，非線性光學響應例如倍頻、三倍頻、光致折射率變化等過程，將為光學超構表面的功能基元賦予新的可調控自由度。此綜述文章從非線性光學超構表面的材料選擇、對稱性，非線性手性光學超構表面，非線性光學相位調控，非線性光光束調控，光開關與調制五個方面詳細介紹了非線性光學超構表面的最新進展。文章最后對非線性光學超構表面在太赫茲非線性光學、量子信息處理等領域的潛在應用的前景作了展望。
南方科技大學
2021-04-13
非線性超表面加密顯示
? 鈣鈦礦具有優異的非線性特性，在此基礎上設計了具有特定諧振波長的光柵式超構表面，從而增強了鈣鈦礦三光子上轉換發光(three-photon luminescence, TPL)過程。深入研究發現，這種共振增強的三光子發光同樣適用于4周期超構表面，只有當入射波長是共振波長時，編碼信息“NANO”才可見。這一研究成果拓展了鈣鈦礦超構表面在高分辨率非線性彩色納米印刷和
哈爾濱工業大學
2021-04-14
非線性光學超構表面
非線性光學效應在頻率轉換、全光開關、電光開關等領域有著重要應用，傳統非線性光學晶體在激光頻率轉換領域已取得巨大成功。然而，隨著光學計算、量子光學芯片等領域的不斷發展，如何將非線性光學功能集成于微小尺寸的芯片上是光電集成領域的重要科學技術問題。近年來，光學超構表面的出現為設計與實現特定光場調控功能的新型非線性微納光學元件提供了很好的契機。
南方科技大學
2021-04-14
雙通道獨立可編程超表面
東南大學崔鐵軍院士研究團隊和新加坡國立大學仇成偉教授合作，提出、設計并實驗驗證了一種具有強重構能力、雙通道獨立可編程超表面。該雙可編程超表面具有獨立控制接口，能夠實時對x極化和y極化電磁波進行獨立編程調控，從而可實現多個復雜和新奇的電磁功能。相比于以往的單極化可編程超表面，該雙可編程超表面能并行提供兩個相互獨立的信息傳輸通道，進而大大提升可編程超表面的信息處理能力。高維軌道角動量糾纏分發實驗裝置圖相關研究成果以“Polarization-controlled dual-programmable metasurfaces”為題發表在綜合學術期刊《Advanced Science》上。論文通訊作者為東南大學蔣衛祥教授、崔鐵軍教授和新加坡國立大學仇成偉教授，第一作者為東南大學博士生張信歌。
東南大學
2021-04-11
雙通道獨立可編程超表面
近日，東南大學崔鐵軍院士研究團隊和新加坡國立大學仇成偉教授合作，提出、設計并實驗驗證了一種具有強重構能力、雙通道獨立可編程超表面。該雙可編程超表面具有獨立控制接口，能夠實時對x極化和y極化電磁波進行獨立編程調控，從而可實現多個復雜和新奇的電磁功能。相比于以往的單極化可編程超表面，該雙可編程超表面能并行提供兩個相互獨立的信息傳輸通道，進而大大提升可編程超表面的信息處理能力。相關研究成果以“Polarization-controlled dual-programmable metasurfaces”為題發表在綜合學術期刊《Advanced Science》上。論文通訊作者為東南大學蔣衛祥教授、崔鐵軍教授和新加坡國立大學仇成偉教授，第一作者為東南大學博士生張信歌。
東南大學
2021-04-11
非線性光學準晶超構表面
提出并制備了非線性光學準晶超構表面，并研究了超構單元局域對稱性和排布方式的全局對稱性對超構表面遠場非線性光輻射的共同影響。該非線性光學準晶超構表面運用了基于非線性光學貝里幾何相位的金屬等離激元結構單元，依據經典的彭羅斯準周期拼接和具有六重對稱性的六角準周期拼接形成了不同種類的準晶結構。彭羅斯結構的準周期拼接具有五重對稱性，其衍射圖案則具有十重對稱性，這些都是晶體衍射定理所不允許的對稱性。而六角準周期拼接是2017年提出的一種準周期拼接，它具有晶體衍射定理所允許的六重對稱性，卻并不遵從短程有序的規律。這兩種拼接方式可以與某些特定的比例聯系起來，這些比例由不同階次的迭代規則決定：彭羅斯結構對應一階迭代過程，其比例是人們熟知的“黃金分割比”，而六角準周期晶格對應三階過程，其比例可稱為“黃銅分割比”。自六角準周期晶格從理論上提出以來，本項工作中的非線性光學準晶超構表面是首個利用黃銅分割比實驗實現的人工光學結構。? 非線性光學準晶超構表面中不同轉向的超構單元對入射基頻光的響應是均勻的，因此其線性光學衍射僅能反映超構表面的全局對稱性，即晶格結構決定其遠場光衍射。而在倍頻實驗中，即出射光的頻率是入射光的兩倍（如1200nm 變為600nm）。由于打破了超構單元的中心反演對稱性并引入了非線性光學幾何相位，其非線性光學衍射與晶格結構的局域對稱性、全局對稱性同時相關。因此，可以通過調控超構單元的指向分布，進而有效地調控倍頻光衍射中的零級。非線性光學準晶超構表面這一概念或將為設計超構表面非線性光源、人工微納光學結構材料提供新的思路。
南方科技大學
2021-04-13