11月5日，华中科技大学体育娱乐平台下载安装手机版陈林教授、王健教授团队联合熊伟教授、北京大学张青教授，在《自然通讯》（NATURE COMMUNICATIONS）发表体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版“Full-Color Enhanced Second Harmonic Generation Using Rainbow Trapping in Ultrathin Hyperbolic Metamaterials”。

非线性光学描述了光与物质相互作用中入射场与体育娱乐平台下载安装手机版的对应场极化的非线性关系，是光学物理最基本的基础学科分支之一；同时，在激光技术、显微成像、体育娱乐平台下载安装手机版科学、生物成像以及量子光学等方向都有重要的意义。非线性效应源于激发场下的电磁场极化的高阶项，其响应通常很弱，需要严苛的相位匹配或准相位匹配条件以及足够的长度来体育娱乐平台下载安装手机版非线性效应。寻找更有效的非线性体育娱乐平台下载安装手机版或非线性体育娱乐平台下载安装手机版的物理机制，同时实现宽谱的体育娱乐平台下载安装手机版效应，是现代光学的一个重要体育娱乐平台下载安装手机版方向，在非线性高光谱影像等领域具有重要应用，但也是体育娱乐平台下载安装手机版领域的难点。

超表面技术为亚波长尺度下的非线性体育娱乐平台下载安装手机版提供了一种很有前景的方法。等离子体超表面可以将场局限于深亚波长尺度内从而极大体育娱乐平台下载安装手机版非线性体育娱乐平台下载安装手机版的体育娱乐平台下载安装手机版，但是欧姆损耗和光场在金属中很弱的趋肤效应导致了非线性转换效率难以提高。相对地，低损的全介质纳米结构依靠高品质因子的米氏共振，局限泵浦光从而激发非线性过程，并同时可作为纳米天线从而高效提取体育娱乐平台下载安装手机版的非线性光信号，因此得到了广泛体育娱乐平台下载安装手机版。其它方案如混合超表面，它将共振金属结构与其它介质或特殊非线性体育娱乐平台下载安装手机版结合，进一步提高了频率转化过程。然而，这些方法都是基于高品质因子的共振，它们在原理上是窄带的，因此限制了它们在体育娱乐平台下载安装手机版非线性上的应用。

本文中，体育娱乐平台下载安装手机版者们报道了基于双曲体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版结构阵列的体育娱乐平台下载安装手机版非线性体育娱乐平台下载安装手机版效应。体育娱乐平台下载安装手机版人员发现，基于金属/介质多层结构的双曲体育娱乐平台下载安装手机版超体育娱乐平台下载安装手机版可以支持大动量模式，当光频率接近模式的截止频率时，光的群速度接近于0形成慢光，光被局域在亚波长尺度。对于具有渐变宽度的梯形双曲体育娱乐平台下载安装手机版超体育娱乐平台下载安装手机版，其不同宽度对应于不同的截止频率，可在宽频范围内实现局域电磁场体育娱乐平台下载安装手机版（“彩虹捕获”效应）。作为例证，体育娱乐平台下载安装手机版者制作了基于金/氧化锌多层的纳米结构，在可见光范围内（400-650 nm）内实现了体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版，在470-650 nm波长范围内，基频电磁场体育娱乐平台下载安装手机版因子超过50，并在8.80 mW泵浦功率下实现了最大1.13×10^-6的倍频转换效率。本工作为体育娱乐平台下载安装手机版非线性超表面器件提供了一种有效且可靠的实现方法。

该工作得到国家自然科学基金(Grant Nos. 11674118, 12074137, 61774067, 51991340)、国家重点研发计划(Grant No. 2018YFB2200200, 2017YFA020570)和武汉理工大学体育娱乐平台下载安装手机版合成与加工先进技术国家重点实验室的基金资助。陈林老师博士李君浩为第一作者，新加坡国立大学胡光维博士、中国科学院微电子体育娱乐平台下载安装手机版所史丽娜副体育娱乐平台下载安装手机版员为共同第一作者，陈林教授、张青教授、熊伟教授担任通信作者。其他合作者还包括参与实验的体育娱乐平台下载安装手机版生，熊伟教授学生李大千、付欢歌、周琳琳，何赛灵教授学生贺楠，张青教授学生尚秋宇，以及浙江大学何赛灵教授、武汉理工大学教授官建国、体育娱乐平台下载安装手机版中心王健教授。

FIG.1实现体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版的双曲体育娱乐平台下载安装手机版超体育娱乐平台下载安装手机版结构。

FIG.2 (a)未加工的金/氧化锌多层结构侧壁横截面SEM图片.(b)单柱梯形HMM的SEM图片.(c)双柱梯形HMM的SEM图片。

FIG.3(a)测试装置示意图. (b)双曲体育娱乐平台下载安装手机版超体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版体育娱乐平台下载安装手机版的测试结果。

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https://doi.org/10.1038/s41467-021-26818-3