声光部门的研究方向聚焦于声学与光学的交叉领域,核心是通过声波调控光的行为,开发新型功能材料与器件,应用涵盖医学成像、环境监测、量子通信等前沿领域。 其研究亮点包括:超声波与光的非线性相互作用机制、声光子晶体等新型材料的开发、声光效应在生物医学中的高精度成像技术,以及声光拓扑传输等量子级操控技术。
声光部门的研究主要围绕以下方向展开:
- 声光效应基础研究:探索声波与光相互作用的物理机制,如声光子的产生、传播及调控,重点突破非线性声光转换效率的极限。例如,通过优化液体介质的声学参数(粘度、密度)或设计纳米结构,提升声光信号强度,为医学成像提供更高对比度的解决方案。
- 声光子晶体与拓扑传输:开发具有异常色散特性的声光子晶体材料,实现声波和光的同步调控。这类材料可应用于量子信息存储,通过声光子的自旋操控和空间定位,为量子计算提供新型载体。
- 跨学科应用开发:在生物医学领域,利用声光激发光技术实现肿瘤的无损检测与靶向治疗;在环境监测中,通过声光传感器检测痕量污染物(如气体分子、重金属),灵敏度可达分子级别。
- 新型器件设计:研制声光调制器、隔离器等器件,优化其在光纤通信中的性能。例如,基于布拉格衍射原理的声光调制器,可通过调整电信号频率实现光波长的动态筛选,提升数据传输速率。
未来,声光研究将更注重多模态调控技术(如结合超短脉冲声波与光子晶体)和复杂介质中的声光行为(如生物组织内的信号增强)。随着量子技术与人工智能的融合,声光部门或将成为下一代光量子器件的核心驱动力。