研究领域

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1. 光子晶体物理、器件、技术和应用研究
（1）通讯波段硅基二维平板光子晶体集成光学结构和器件的设计、制作、表征和应用开发。
（2）非线性光子晶体准相位匹配和高效率非线性频率转换。
（3）克尔非线性光子晶体的超快光开关和逻辑处理功能。
（4）磁光光子晶体的新奇电磁性质研究。
（5）三维光子晶体集成器件的研究。
（6）光纤波导光子晶体的集成与应用研究

2. 金属微纳结构的表面等离子体光学的物理、器件、技术和应用研究
(1) 金属纳米颗粒的表面等离子体共振物理、调控和应用。
(2) 金属纳米结构的表面等离激元(SPP)的传输调控。
(3) 金属纳米结构中光与物质相互作用的物理、调控和应用。
(4) 金属纳米腔的结构中表面等离激元增益放大与激射。

3. 先进的微纳加工技术、操纵技术和测量技术的发展和应用
(1)平面微纳加工技术。
(2)三维立体微纳加工技术。
(3)光镊技术在生物物理和纳米光子学中的应用。
(4)纳米光纤技术与纳米加工技术的结合。
(5)微纳结构和器件的光学测量和表征技术。

4. 微纳光学理论方法和数值计算方法和技术的开发、发展和应用。
(1)基于麦克斯韦方程组先后发展了平面波展开方法，平面波传递矩阵方法，时域有限差分方法， 解析模式展开方法，多重散射方法，离散偶极子近似方法，KKR方法，米氏散射理论等。这些理论工具能够对光子晶体、表面等离子体结构等微纳结构光子材料和器件的各种重要的光学特性作系统性的多角度分析、模拟和设计。
(2)针对光子晶体中原子的自发辐射等量子光学问题，发展了全矢量的量子光学方法，提出光子局域态密度是决定原子－光场相互作用强度的物理量。
(3) 针对非线性光子晶体的频率转换问题，发展了非线性传递矩阵方法和有效非线性系数模型。
(4) 针对光子晶体微腔和表面等离子体微腔纳米激光器的光电转换和激射物理问题，发展了解析的半经典激光理论模型，综合了原子能级在光场作用下演化的四能级原子模型，原子自发辐射和受激辐射的偶极子模型，光场演化遵循的麦克斯韦方程组。
(5) 针对表面等离子体波前调控和器件设计问题，发展了表面电磁波全息术的概念和方法，是一种直接设计的方法，远比传统的逆问题求解方法简单、快速和方便。该方法运行简单，计算量少，普适性高，可解决微波、红外、可见光波段各种SPP波前调控的问题。
(6) 针对微纳尺度上的非线性光学问题，发展了非线性耦合模理论，定量地给出了基波和倍频波的横向模式、传播色散、损耗常数、基波的激发振幅、非线性极化率分布等诸多物理量对转换效率的影响的解析表达式，揭示了纳米结构中二次谐波产生的形状共振现象背后的物理根源。
(7)针对纳米尺度上的拉曼散射问题，充分地考虑了分子拉曼激发和辐射过程中分子对局域光场的多重弹性散射效应引起的局域场反作用机理，提出了基于分子自相互作用的新的拉曼散射理论。