(1) 空间结构光场的设计; 

    具有特殊空间结构的光场在微粒操控、信息/能量传输、信息存储、微纳光学元器件制作、光子晶格制备方面具有重要的应用价值。本方向主要关注如何设计特殊结构光场及特殊光场在空间传输过程中的规律，进而利用其制作微纳结构光子学晶格。

    下面展示我们在实验中设计和制作的光场及光子晶格图像。 

(a) . 采用数字全息结合非线性光学效应制备相关研究基础

制备了了八边形和十二边形光子晶格，研究了非线性透射和赝自旋等现象[Optical Materials Express, 2018, 8(9): 2713-2721];采用固体物理晶格点群理论设计了艾里、贝塞尔和涡旋特殊光场阵列，结合数字全息和光折变非线性效应制备了相应的复杂光子晶格，如图1[Optics Communications, 2016, 363: 85-90]。该文章于2017年12月初被光学领域经典期刊《Optics Communications》编辑Anna Peacock亲手选中予以高亮提名，并提供了三个月的免费宣传访问机会。采用干涉法基于非线性效应在掺铁铌酸锂晶体中制备了二维光感应光子晶格，并研究了其中的孤子及频谱现象[Applied Physics Letters, 2007, 91(13): 131111]。

图1. 八边形和十二边形光子晶格[左侧(a-h)：Optical Materials Express, 2018, 8(9): 2713-2721]及复杂光子晶格[右侧(a2列-c2列)：Optics Communications, 2016, 363: 85-90]。

(b). 采用高温钛扩散法制备弯曲型非厄密光子晶格的相关研究基础

   项目组与澳大利亚国立大学Yuri Kivshar教授组合作通过高温钛扩散工艺在长为50mm的铌酸锂晶体薄片上成功制备了周期为14μm，振幅从21.5μm至24.5μm的余弦型弯曲波导，如图2。由于该结构除了边缘处存在缺陷外，沿着z方向具有周期性调制，该结构存在表面波外还支持光波的动态局域和，相关工作发表在了Optics Letters, 2009, 34(18): 2751-2753，Optics Letters, 2010, 35(9): 1371-1373, Photonics and Nanostructures-Fundamentals and Applications, 2010, 8(2): 62-66。

图2. 高温钛扩散法在铌酸锂晶体薄片中制备的弯曲光子晶格结构示意图及其中的表面缺陷线性模式[左侧：Optics Letters, 2009, 34(18): 2751-2753]。

(2) 光脉冲的频率转化和光波的传输问题;

(3) 联合培养:  光纤激光器及光纤陀螺.