薄方

发布者:薄方发布时间:2025-01-24浏览次数:326

近期主要从事铌酸锂微纳光子学相关的研究。每年招收博士研究生2名、硕士研究生2-3名。欢迎对集成(微纳)光电子学器件设计、加工、测试和应用相关工作感兴趣,拟从事微纳光学、非线性光学、激光物理、量子光学等方面研究的同学联系报考!


科研项目:

[9] 2022YFA1404602SiC 非线性效应及光子器件研究,国家重点研发计划项目课题,2023.01-2027.12,参与(南开部分负责人)

[8] 92250302微腔非对称光场调控及集成光子器件应用,国家自然科学基金重大研究计划项目集成项目,2023.01-2025.12,主持

[7] 92050111,掺镱LNOI微环腔光频率梳研究,国家自然科学基金重大研究计划项目培育项目,2021.01-2023.12,主持

[6] 2019YFA0705003,铌酸锂薄膜光子结构中的非线性效应与频率梳应用,国家重点研发计划项目课题,2019.12-2024.11,主持

[5] 11734009,铌酸锂晶体微腔中的非线性过程与调控研究,国家自然科学基金重点项目,2018.01-2022.12,参与(南开部分负责人)

[4] 11674181,基于铌酸锂微盘腔的窄带宽可调谐宣布式单光子源,国家自然科学基金面上项目,2017.01-2020.12,主持

[3] 11374165,微米尺寸铌酸锂晶体回音壁模式微腔的制备和光学非线性增强研究,国家自然科学基金面上项目,2014.01-2017.12,主持

[2] 10904077,利用法珀腔共振效应提高有机材料中慢光的相对延迟,国家自然科学基金青年项目,2010.01-2012.12,主持

[1] 200800551034,动态和静态光栅中光脉冲形变的抑制,教育部新教师基金项目,2009.01-2011.12,主持


代表性工作:

[5] 与孔勇发老师课题组合作,从晶体生长开始,制备铒离子掺杂LNOI微纳光学器件。基于铒离子掺杂LNOI平台实现了微盘腔激光器(Sci. China-Phys. Mech. & Astron., 64(3), 234263 (2021))、微环腔激光器(Opt. Lett., 46(13), 3275 (2021))、光波导放大器(Chin. Opt. Lett., 19(6), 60008 (2021))和基于耦合微腔光学分子的单模激光器(Sci. China-Phys. Mech. & Astron., 64(9), 294216 (2021))。 


图5 LNOI单模激光器性能测试结果。



[4] 光纤光波导耦合器件。利用粒子群优化算法,设计高效率(89%/coupler)铌酸锂薄膜光栅耦合器。并利用电子束光刻是反应离子束刻蚀实现制备,TE(TM)模式耦合效率达到72%/coupler和62%/coupler,上述指标均为当时铌酸锂薄膜光栅耦合器效率最高值(Opt. Lett., 45, 6651 (2020))。设计、制备了铌酸锂波导模斑转换器(发明创造名称:光波导耦合器及其制备方法;专利号:202210335051.4),该转换器中最小线宽600nm,可以利用i-line光刻机批量制备,该专利已经在江苏省产业技术研究院重大项目支持下进行了转化。



图4. LNOI光栅耦合显微图片


[3] 利用光刻、刻蚀、化学机械抛光和基于原子力显微镜的畴极化技术,我们成功实现了品质因子1e5量级,单周期、双周期等周期极化铌酸锂微盘腔的制备(Photon. Res., 8, 311 (2020)),在其中实现铌酸锂最大二阶非线性系数d33的使用和倍频、三倍频、四倍频等非线性过程。


图3周期极化铌酸锂微腔的(a-c)显微镜图像和(d, e)透射谱。



[2] 利用激光脉冲沉积技术在二氧化硅盘形微腔上镀铌酸锂薄膜的办法,我们在无需后处理的情况下成功实现了1e5品质因子铌酸锂/二氧化硅复合微盘腔的制备(Adv. Mater. 27, 8075 (2015)),该工作提出了一种全新的从下到上的铌酸锂微腔制备方案。


图2铌酸锂二氧化硅复合腔的(a)结构示意图、(b)光学显微镜图像、(c)扫描电子显微镜图像和(d)原子力显微镜图片。


[1] 在国际上首次实现了1e6以上品质因子的位于晶片上的铌酸锂微盘腔的批量制备,利用电光效应实现了微腔共振波长的主动调控(Opt. Express 23, 23072 (2015));系统研究了单晶铌酸锂微盘腔内的热光效应,观察并解释了强光泵浦情况下,微腔透射谱的振荡效应(Opt. Express, 24, 21869 (2016))


图1单晶铌酸锂微盘腔的(a)扫描电子显微镜图像与(b)其边缘的放大图像。