Multifunktionale, aktive und nichtlineare optische Metaoberflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Zentgraf
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410406686

• Erstellungsjahr: 2023

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Die Projektziele wurde größtenteils alle erreicht. Wir haben in diesem Kollaborativen Projekt sehr erfolgreich mit der Gruppe von Prof. Lingling Huang am BIT in China zusammengearbeitet. Hierbei konnten aktive Strukturen für dynamische Metaoberflächen realisiert werden. Verschiedene Ansätze wurden hierfür getestet. Als sehr erfolgreich erwies sich der Ansatz topologisch geschützte Moden in Silizium Metaoberflächen zu realisieren. Diese Moden sind gegenüber Herstellungstoleranzen immun und dadurch für die Lokalisierung von Lichtzuständen in der Praxis gut geeignet. Im Rahmen der Experimente kam es zudem zu einer weiteren Zusammenarbeit mit der Gruppe von Prof. Thomas Taubner an der RWTH Aachen bezüglich der Nahfelduntersuchungen. Leider konnten aufgrund der begrenzten Projektlaufzeit und der COVID Pandemie geplante nichtlineare Untersuchungen an den topologischen Defektzuständen nicht mehr durchgeführt werden. Das Projekt hat zudem wertvollen Input für andere kleinere Projekte gegeben und auch zu weiteren theoretischen und experimentellen Untersuchungen geführt, die hier nicht alle aufgeführt wurden. Dies veranschaulicht auch die relativ hohe Anzahl an Publikationen.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Dynamic control of mode modulation and spatial multiplexing using hybrid metasurfaces. Optics Express, 27(13), 18740.
  Lin, Zemeng; Huang, Lingling; Zhao, Ruizhe; Wei, Qunshuo; Zentgraf, Thomas; Wang, Yongtian & Li, Xiaowei
  
• Reconfigurable metasurface hologram by utilizing addressable dynamic pixels. Optics Express, 27(15), 21153.
  Li, Tianyou; Wei, Qunshuo; Reineke, Bernhard; Walter, Felicitas; Wang, Yongtian; Zentgraf, Thomas & Huang, Lingling
  
• Simultaneous Spectral and Spatial Modulation for Color Printing and Holography Using All-Dielectric Metasurfaces. Nano Letters, 19(12), 8964-8971.
  Wei, Qunshuo; Sain, Basudeb; Wang, Yongtian; Reineke, Bernhard; Li, Xiaowei; Huang, Lingling & Zentgraf, Thomas
  
• Polarization-Encrypted Orbital Angular Momentum Multiplexed Metasurface Holography. ACS Nano, 14(5), 5553-5559.
  Zhou, Hongqiang; Sain, Basudeb; Wang, Yongtian; Schlickriede, Christian; Zhao, Ruizhe; Zhang, Xue; Wei, Qunshuo; Li, Xiaowei; Huang, Lingling & Zentgraf, Thomas
  
• A Versatile Metasurface Enabling Superwettability for Self‐Cleaning and Dynamic Color Response. Advanced Optical Materials, 10(1).
  Lu, Jinlong; Sain, Basudeb; Georgi, Philip; Protte, Maximilian; Bartley, Tim & Zentgraf, Thomas
  
• Observing 0D subwavelength-localized modes at ~100 THz protected by weak topology. Science Advances, 7(49).
  Lu, Jinlong; Wirth, Konstantin G.; Gao, Wenlong; Heßler, Andreas; Sain, Basudeb; Taubner, Thomas & Zentgraf, Thomas