近日，中國科學技術大學物理學院光學與光學工程系光電子科學與技術安徽省重點實驗室明海、王沛教授領導的微納光學與技術研究組成員張斗國副教授與能源化學協(xié)同創(chuàng)新中心、化學與材料科學學院高分子科學與工程系鄒綱教授、美國馬里蘭大學醫(yī)學院Center for Fluorescence Spectroscopy的J.R.Lakowicz教授、西南科技大學理學院陳俊學博士合作，提出了一種新型光學模式：存在于多層介質薄膜與納米光纖復合結構中的一維布洛赫表面波（BSW-1D），利用該模式成功解決了極細聚合物納米光纖在常規(guī)襯底上無法傳輸光信號的技術難題。該研究成果以“Bloch surface waves confined in one dimensionwith a single polymeric nanofibre” 為題，于2月3日在線發(fā)表在Nat. Commun. 8, 14330 doi: 10.1038/ncomms14330(2017)。博士生王茹雪和夏宏燕為共同第一作者，張斗國和鄒綱為共同通訊作者。
眾所周知，微米尺度光纖的巨大成就造就了互聯(lián)網行業(yè)的高度發(fā)達和世界的迅速“變小”。因此，微光纖基礎理論獲得了2009年諾貝爾物理學獎。如今，納米尺度的光纖成為國際前沿研究熱點。聚合物納米光纖由于具有良好的機械性能，尤其是其彈性和柔韌性很好，而且可以通過化學設計改變其材料的特性，是構筑超緊湊光子學器件和微型化集成光子回路的首選之一。但是其材質柔性、長徑比巨大，必須放在襯底上，如常用的玻璃或硅片，才能真正實用化，發(fā)展新型納米光波導傳感器件等。但當納米光纖半徑很小，例如小于125nm時，放置玻璃上的納米光纖將無法傳輸光信號。
為了解決這個問題，課題組利用結構參數(shù)精心設計的多層介質薄膜來支撐聚合物納米光纖，借助多層薄膜的光子帶隙來阻止納米光纖中光信號的泄漏。實驗結果表明，在該多層介質薄膜上，極細納米光纖完全可以傳輸光信號，該傳輸模式即為新發(fā)現(xiàn)的一維布洛赫表面波，BSW-1D模式。
該工作得到了審稿人的高度評價，指出這是一篇出色的論文，展示了大量令人印象深刻的工作；這項工作很重要，因為它適用于各種聚合物納米光纖，而這些光纖具有很好的生物兼容性、可摻雜各種熒光基團，由此可以產生各種新型的納米光子學器件。
該工作得到了科技部、國家自然科學基金委、能源化學協(xié)同創(chuàng)新中心、安徽省杰出青年基金等項目經費的支持。相關樣品制作工藝得到了中國科學技術大學微納研究與制造中心的儀器與技術支持。
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