钟海政课题组在钙钛矿晶体的消色差1/4波片特性研究方面取得突破进展

coco2017

双折射是光学晶体的基本光学特性之一。当一束光透过双折射晶体，会分解成寻常光（o光）和非常光（e光）。改变晶体厚度，可以调控两束光的相位差，制备出具有不同偏振调制特性的1/2波片、1/4波片（相位延迟器）等光学元件，在光通信、显示和偏振光学等领域具有重要应用价值。由于折射率的色散特性，基于传统光学设计方案的波片只能在特定波长工作，不能满足光学系统集成化的发展。如何制备消色差的波片成为光学领域重要的技术挑战之一。制造消色差波片的核心是控制每个波长的相位延迟。消色差1/4波片的制备一般通过多个单轴晶片的黏合，或精确设计的超材料和超表面来实现。然而，单轴晶片的黏合和超材料的制备都受到加工极限的限制，目前尚没有在可见光波段实现宽光谱消色差1/4波片的简单技术路线。
       近日，北京理工大学材料学院钟海政教授、兼职教授Greg Scholes教授（普林斯顿大学教授）、物理学院的张用友副教授、光电学院的王涌天教授共同合作，发现了内嵌CsPbBr3纳米晶的Cs4PbBr6晶体的消色差1/4波片特性，在532-800 nm宽波段内实现了消色差的偏振调制。论文的第一作者是北京理工大学材料学院2021届毕业生陈小梅博士，光电学院2018届毕业生路文高博士（中国光学工程学会优博论文获得者）、材料学院2019届毕业生汤加伦博士是论文的共同作者。

       内嵌CsPbBr3纳米晶对Cs4PbBr6晶体的折射率调制特性，为发展人工晶体光学提供了新的思路。通过晶体内部的微观结构调控，可突破传统光学材料的限制，发展具有特殊光学特性的新型光学材料，为光学系统的优化设计和集成化提供了新思路。相关成果以“Solution-Processed Inorganic Perovskite Crystals as Achromatic Quarter-wave Plates”为题发表在Nature Photonics，见https://www.nature.com/articles/s41566-021-00865-0。该项研究获得了国家自然科学基金的支持（61722502, 61727808, 12074037, 51761165021），校先进材料实验中心和微纳量子光子实验中心分别提供了材料制备和光学测试的平台支撑。


      文章来源：北京理工大学
        钟海政,北京理工大学教授。2003年获得吉林大学学士学位，2008年在中国科学院化学研究所有机固体实验室获得博士学位；博士攻读期间在加州大学洛杉矶分校进行6个月的学术交流；2008-2010年在多伦多大学从事博士后研究，2010年加入北京理工大学材料学院，2013年晋升为教授。已经完成和承担科研项目10余项，包括国家自然科学基金优秀青年基金、重点基金、面上项目，科技部“战略性先进电子专项”课题任务、十三五装备领域预研基金重点项目等课题。先后入选人事部留学归国择优资助(2012)、北京市青年英才(2013)、北京市科技新星(2014)、国家自然科学优秀青年基金(2017)等人才计划支持。兼任《中国光学》青年编委、中国电子学会半导体科技青年专业委员会委员、中国彩电技术创新联盟量子点专家、九三学社海淀区青工委委员等学术和社会职务。作为客座编辑，组织了《中国光学》北理工青年学者专刊，并多次担任国际学术会议的分会主席、程序委员会委员、墙报评委等学术职务。