5月17日，在第四届全国超材料大会, 南京大学物理学院刘辉课题组和南京航空航天大学罗宇课题组合作成果“基于共形变换的宽带光子器件“入选 “中国超材料十大进展”（基础研究类）。

成果主要内容

该研究成果首次将变换光学从线性光学推广到非线性光学领域，提出了基于共形变换光学的宽带非线性光子器件的普适设计方案，建立了半径渐变的弯曲加速波导中非线性频率转换模型，通过加速度参数调控波导弯曲梯度，实现了薄膜铌酸锂中宽带和频过程。这一突破为片上宽带非线性光子器件的设计提供了新方法或新技术。

科学技术突破

集成非线性光子器件在现代光通信中至关重要，但传统均匀或周期性结构的片上器件在非线性应用中带宽受限。目前，缺乏一种通用方法来设计可在宽带连续频率范围内工作的可集成非线性光学器件。

1.本研究首次将共形变换光学应用到非线性光学领域，提出一种实现宽带非线性光子芯片的通用策略；

2.基于该策略，在铌酸锂光子芯片上设计了半径渐变的弯曲加速波导，实现宽带红外探测，带宽随加速度增加而增加，比传统方法增加四倍；

3.该方法不受材料和非线性光学过程限制，适用于可见光、红外和太赫兹频段。

图1. 荣誉证书

全国超材料大会学术委员会主任、南京大学祝世宁教授，哈尔滨工业大学原校长周玉教授发布年度中国超材料十大进展。

图2.颁奖合影

该成果发表在Nature Photonics 18, 471–477 (2024)，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41566-024-01386-2。