Metamaterials中共振结构诱导的干涉现象

本项目围绕亚波单元组成的Metamaterials与电磁场之间的相互作用，研究Metamaterials中共振结构诱导的类似量子光学中的双通道干涉现象，包括类电磁感应透明和类自发辐射抑制等。由于经典类相干效应中的耦合作用可通过改变结构参数来调节，因而人们可以通过操控Metamaterials这类亚波长"等离激元分子"来实现各种丰富的双通道干涉现象。项目拟解决以下关键问题：共振诱导干涉现象的物理机制及其在Metamaterials中的实现形式，线性和非线性Metamaterials中各种共振诱导干涉对波的速度、透射率和色散特性等输运性质的调控以及各类"等离激元分子"的组合。对Metamaterials中共振结构诱导的干涉现象的研究不仅可以类比再现许多在量子光学中出现的相干效应，而且对超小型慢波和隔离器等相关器件的研制具有指导意义。

本项目围绕特异材料（Metamaterials）共振结构中的双通道干涉，以微带传输线为平台，研究了多能级原子体系中的量子干涉现象的经典对应，包括类电磁感应透明和吸收、类电磁感应透明建立时的动力学过程和类自发辐射抑制现象；研究了非线性对类电磁感应透明、共振隧穿结构和类原子的调控；研究了零折射率复合结构中由双通道干涉导致的Fano共振以及零折射率微腔对波和类原子体系耦合的调控。特异材料共振结构诱导的干涉有别于基于传播相位的长程干涉，它可以在亚波长尺度内调控电磁波的速度、透射率和色散特性等输运性质。由于经典类相干效应中的耦合作用可通过改变结构参数来调节，因而特异材料共振结构可以实现各种丰富的干涉现象。本项目的成果不仅类比再现出了许多在量子光学中出现的相干效应，并观测了量子光学中难以观察的动力学过程，而且对超小型慢波和隔离器、光学开关和二极管等器件的研制具有指导意义。