研究领域

以下是我们目前从事的部分研究课题：

微纳光子学

微纳光学结构、光子定向传输机制、纳光薄膜规模化制备

系统研究了利用微纳光学结构的光子自回收与光传输调控特性实现对荧光光子的定向发射 (Nature Food 2021,2,434(封面论文;研究成果被Nature Food,Chemical & Engineering News,Hortidaily等转载和报道);Optics Express 2022,30,4642)。

光资源应用

高效太阳能源转换

深入研究了基于被动式光质管理和光子定向传输对微藻等光合作用生物生物质积累的改善(Advanced Energy Materials 2023,doi: aenm.202204393(研究工作被Advanced Science News报道);Nano Convergence 2022,9:36)

轻质高性能光学薄膜

深入研究取向聚合物微观结构-宏观性质相互关系

系统研究了高取向聚合物微观结构-宏观性质相互关系，实现了轻质高模量高强度透明光学薄膜的制备(ACS Applied Materials & Interfaces 2016,8,17549;Polymer 2018,153,354;Langmuir 2017,33,14592)。

人工结构中的声场调控

声学/弹性超材料、声子晶体、准周期结构中波模态的拓扑传输、光机械晶体

声子作为晶格振动的元激发，可通过对其能带的调控从微观角度来操控宏观的声波及弹性波的传输。超材料通过设计人工结构单元来赋予材料新功能，提供了需求导向的、可进行逆向设计的材料获取方式，其科学价值及在潜在应用价值得到了各国政府、科技界、产业界的密切关注，是国防军工所需的战略重点前沿领域。在优化技术及增材制造快速发展的支持下，声子超材料得到了蓬勃发展，但目前大部分研究聚焦于新颖波传输性质的探究，相应的人工结构单元需要精巧的格点设计，应力集中在连接处，且对缺陷和干扰敏感，阻碍了其在现实应用中的推广。如何将具有可控波传播能力的微纳结构材料向具有实用性的功能材料转化是一个关键难题。下图展示了本研究方向的部分成果-基于最小曲面的声学晶体及弹性波超材料。

散射介质中的光声成像

光声波前整形，光声信号增强

随机散射介质中波传播特性的研究在生物医学成像及遥感领域有着巨大的实用价值，因此一直是声学和光学领域研究的热点。结合光学成像所具有的高对比度和超声成像的高穿透深度的优点，光声成像以其非侵入式、高穿透深度、高对比度等显著特点提供了一个散射介质成像的卓越方式。近年来，光声成像方面的研究在理论及初步临床测试方面稳步发展。然而，传统的光声层析成像成像速度较高，但分辨率受限于衍射极限且设备较为复杂；新兴的光声波前塑形成像分辨率可突破衍射，但优化成本高，成像速度慢，难以进行动态成像。散射介质中光声成像的精度和效率距离所期待的“更高、更快、更深”—亚波长分辨率、动态调控、大深度的成像目标仍有较大差距。下图展示了本研究方向的部分成果-基于双重压缩感知的超分辨光声层析成像。