刘仿Fang LIU

教授

教授

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所在单位:清华大学电子工程系

学历:研究生(博士)毕业

在职信息:在职

研究方向

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自由电子辐射器件

自由电子与材料和微纳结构相互作用可以 产生不同频段的电磁辐射,在粒子探测、生物医学、电磁辐射源等领域具有重要的应用价值。将传统真空电子学与正在新兴的微纳光电子学的交叉融合,探索自由电子与微纳结构和材料的相互作用,为突破自由电子产生辐射的限制条件、拓展辐射频率、调控辐射偏振和相位、操控自由电子的能量和空间分布、以及实现全新形式的自由电子辐射器件提供了可能。

在基于微纳结构的自由电子辐射器件上开展了研究工作:(1)提出在双曲超材料表面运动的电子产生无阈值切伦科夫辐射(Cherenkov Radiation)的机理,实验观测到能量几百eV(较先前报道低2~3个数量级)的自由电子激励的切伦科夫辐射,同时研制出将电子发射源、双曲超材料、辐射提取单元集成一体的芯片,实现世界上首个全片上集成自由电子光源,尺寸仅为200微米(较传统自由电子光源尺寸缩小上万倍),成果发表于《Nature Photonics》,入选“2017中国光学十大进展”;(2)借助微纳结构光栅实现深紫外波段Smith-Purcell辐射(Smith-Purcell radiation,SPR),实验中控制自由电子穿过二维光栅结构中的纳米狭缝,将SPR辐射波长拓展到230nm,并且实现SPR辐射波长达百纳米范围的调控(《Optica》);(3)提出并理论研究了基于SPP的受激切伦科夫辐射,基于该方法可以产生紫外波段可调谐的受激切伦科夫辐射(波长小于200nm、线宽小于0.3nm),为实现深紫外可调的光源提供了可能(《Optics Express》);(4)基于预群聚电子的相干Smith-Purcell辐射,获得0.3THz的超窄线宽(300Hz)小型化的自由电子THz辐射源。