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智能无线超构表面磁共振成像线圈
1.痛点问题
磁共振成像领域存在以下痛点问题：
1）图像信噪比低；
2）检查效率低；
3）高端定制困难；
4）国外技术垄断。
2.解决方案
为解决上述痛点问题，拟发展基于超构表面的磁共振成像线圈，预期产品是智能无线磁共振成像线圈，实现低场下的高分辨率成像。
清华大学
2022-07-04
基于智能超表面的无线通信原型系统
智能超表面的主要组成部分是人工电磁超材料。与传统的材料不同，该材料可以实现对入射电磁信号的智能化定向反射，反射角度可由软件实时调控。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
智能超表面（Reconfigurable Intelligent Surface）是一种全新的无线通信增强技术，有望解决后5G时代面临的无线网络覆盖难、能耗高这两大痛点。智能超表面的主要组成部分是人工电磁超材料。与传统的材料不同，该材料可以实现对入射电磁信号的智能化定向反射，反射角度可由软件实时调控。该技术可弥补网络覆盖盲区，减少需要建设的通信基站数量，是一种经济、绿色、节能的移动通信新思路。智能超表面被广泛认为是5G+/6G的关键技术之一，也是国际竞争异常激烈的研究热点。
华中科技大学
2022-07-26
超表面透镜成像
电流变液在具有广泛的应用前景，但是目前的巨电流变液采用极性分子包覆的方法，寿命很短，无实 数值孔径是光学透镜最重要的基本参量，衡量着光学系统的收集光子能力。对于显微物镜，数值孔径 用价值。本项目已制备出纳米碳镶嵌在二氧化钛表面的颗粒，与硅油混合后得到屈服强度高、漏电流低、 越大，成像光斑越小，成像细节越清晰。常规油浸物镜由于采用了特殊的高折射率匹配液，在高分辨率成 寿命长、温度稳定性好的电流变液，达到实用的水平。计划扩大生产量，并将电流变液应用在阻尼器上， 像和浸润式光刻中更被广泛应用。超构表面结构是一种具有横向亚波长尺度的微纳光学结构，可以在不 实现实用化。
中山大学
2021-04-10
超构表面图像显示
设计两个硅纳米棒作为超构表面的基本相干像素结构单元，从而实现光场透射的有效调控。通过独立控制两个纳米棒的转角，可以实现单层结构对振幅和相位的独立调控，从而能够在单层纳米结构上实现任意全息与平面图像的集成。更进一步，针对于彩色平面图像，可以通过硅纳米棒的尺寸（即单根纳米棒的长和宽）以及纳米棒之间的转角差的控制，实现对颜色HSB三参数的按需调控，从而将超构表面结构色的调控能力从二维的色度-饱和度平面，真正拓展到三维的色度-饱和度-强度空间 以上研究成果将丰富和拓展超构表面在图像器件方面的应用，比如实现有阴影信息的彩色图像打印，开发新型全彩平面与彩色全息图像的集成显示技术，研制基于平面和全息图像集成的纳米隐写信息安全技术等。同时，该工作中体现的相干像素设计理念也将对复杂光场调控问题提供新的解决思路和方案
中山大学
2021-04-13
非线性光学超构表面
光学超构材料（Metamaterials）的快速发展为人类提供了在亚波长尺度下调控光的传播的丰富手段。很多新奇的光物理现象，例如负折射、超分辨透镜和隐身斗篷等都可以通过设计功能基元的有效介电常数来实现。在光波段，三维纳米加工的困难和金属结构的光损耗不利于超构材料的广泛应用。自二维超构表面（Metasurface）概念提出以来，超构表面在降低三维超构材料加工难度、提高光学效率方面，特别是控制光的功能基元的几何位相等方面取得了众多突破性进展。近来，超构表面在高效率全息成像、超薄光学波片、高数值孔径的平面透镜等领域已经表现出极高的应用潜力。超构表面的研究进展极大丰富了利用超构功能基元实现对电磁场 (可见光、近红外光，太赫兹、微波等波段) 进行调控的手段，为设计新型光学元件提供了新技术。 当前，超构表面的研究主要集中在线性光学的范畴。但毫无疑问，非线性光学响应例如倍频、三倍频、光致折射率变化等过程，将为光学超构表面的功能基元赋予新的可调控自由度。此综述文章从非线性光学超构表面的材料选择、对称性，非线性手性光学超构表面，非线性光学相位调控，非线性光光束调控，光开关与调制五个方面详细介绍了非线性光学超构表面的最新进展。文章最后对非线性光学超构表面在太赫兹非线性光学、量子信息处理等领域的潜在应用的前景作了展望。
南方科技大学
2021-04-13
非线性超表面加密显示
钙钛矿具有优异的非线性特性，在此基础上设计了具有特定谐振波长的光栅式超构表面，从而增强了钙钛矿三光子上转换发光(three-photon luminescence, TPL)过程。深入研究发现，这种共振增强的三光子发光同样适用于4周期超构表面，只有当入射波长是共振波长时，编码信息“NANO”才可见。这一研究成果拓展了钙钛矿超构表面在高分辨率非线性彩色纳米印刷和
哈尔滨工业大学
2021-04-14
非线性光学超构表面
非线性光学效应在频率转换、全光开关、电光开关等领域有着重要应用，传统非线性光学晶体在激光频率转换领域已取得巨大成功。然而，随着光学计算、量子光学芯片等领域的不断发展，如何将非线性光学功能集成于微小尺寸的芯片上是光电集成领域的重要科学技术问题。近年来，光学超构表面的出现为设计与实现特定光场调控功能的新型非线性微纳光学元件提供了很好的契机。
南方科技大学
2021-04-14
双通道独立可编程超表面
东南大学崔铁军院士研究团队和新加坡国立大学仇成伟教授合作，提出、设计并实验验证了一种具有强重构能力、双通道独立可编程超表面。该双可编程超表面具有独立控制接口，能够实时对x极化和y极化电磁波进行独立编程调控，从而可实现多个复杂和新奇的电磁功能。相比于以往的单极化可编程超表面，该双可编程超表面能并行提供两个相互独立的信息传输通道，进而大大提升可编程超表面的信息处理能力。高维轨道角动量纠缠分发实验装置图相关研究成果以“Polarization-controlled dual-programmable metasurfaces”为题发表在综合学术期刊《Advanced Science》上。论文通讯作者为东南大学蒋卫祥教授、崔铁军教授和新加坡国立大学仇成伟教授，第一作者为东南大学博士生张信歌。
东南大学
2021-04-11
双通道独立可编程超表面
近日，东南大学崔铁军院士研究团队和新加坡国立大学仇成伟教授合作，提出、设计并实验验证了一种具有强重构能力、双通道独立可编程超表面。该双可编程超表面具有独立控制接口，能够实时对x极化和y极化电磁波进行独立编程调控，从而可实现多个复杂和新奇的电磁功能。相比于以往的单极化可编程超表面，该双可编程超表面能并行提供两个相互独立的信息传输通道，进而大大提升可编程超表面的信息处理能力。相关研究成果以“Polarization-controlled dual-programmable metasurfaces”为题发表在综合学术期刊《Advanced Science》上。论文通讯作者为东南大学蒋卫祥教授、崔铁军教授和新加坡国立大学仇成伟教授，第一作者为东南大学博士生张信歌。
东南大学
2021-04-11
非线性光学准晶超构表面
提出并制备了非线性光学准晶超构表面，并研究了超构单元局域对称性和排布方式的全局对称性对超构表面远场非线性光辐射的共同影响。该非线性光学准晶超构表面运用了基于非线性光学贝里几何相位的金属等离激元结构单元，依据经典的彭罗斯准周期拼接和具有六重对称性的六角准周期拼接形成了不同种类的准晶结构。彭罗斯结构的准周期拼接具有五重对称性，其衍射图案则具有十重对称性，这些都是晶体衍射定理所不允许的对称性。而六角准周期拼接是2017年提出的一种准周期拼接，它具有晶体衍射定理所允许的六重对称性，却并不遵从短程有序的规律。这两种拼接方式可以与某些特定的比例联系起来，这些比例由不同阶次的迭代规则决定：彭罗斯结构对应一阶迭代过程，其比例是人们熟知的“黄金分割比”，而六角准周期晶格对应三阶过程，其比例可称为“黄铜分割比”。自六角准周期晶格从理论上提出以来，本项工作中的非线性光学准晶超构表面是首个利用黄铜分割比实验实现的人工光学结构。 非线性光学准晶超构表面中不同转向的超构单元对入射基频光的响应是均匀的，因此其线性光学衍射仅能反映超构表面的全局对称性，即晶格结构决定其远场光衍射。而在倍频实验中，即出射光的频率是入射光的两倍（如1200nm 变为600nm）。由于打破了超构单元的中心反演对称性并引入了非线性光学几何相位，其非线性光学衍射与晶格结构的局域对称性、全局对称性同时相关。因此，可以通过调控超构单元的指向分布，进而有效地调控倍频光衍射中的零级。非线性光学准晶超构表面这一概念或将为设计超构表面非线性光源、人工微纳光学结构材料提供新的思路。
南方科技大学
2021-04-13