提出了由四个不同旋转方向的氧化铟锡（ITO）螺旋子单元组成的周期性中红外宽带手性结构。模拟结果显示，通过优化子单元螺旋的圈数、螺旋半径、螺距和螺旋线半径，该结构在中红外波段实现了良好的宽带圆二向色性（CD）。与两种非旋转螺旋结构比较发现，ITO旋转螺旋结构的CD带宽更宽。在波长7.95 μm处，ITO旋转螺旋结构获得CD的最大值为0.454，CD的半峰全宽为7.5 μm，波长范围从4.1到11.6 μm。产生宽带CD的原因是四个不同旋转方向的ITO螺旋子单元之间存在较强的耦合。模拟结果还显示，在中红外波段，与金属（金和银）旋转螺旋结构相比，该ITO旋转螺旋结构表现出了良好的宽带CD，这为中红外波段宽带偏振态调控器件的设计提供了新的思路。

理论研究了一种手性双层等离激元超表面的圆二向色性光谱传感效应。 通过分析其电磁场的空间分布发现,这种由人工结构增强的手性响应的产生归因于等离激元超表面狭缝的局域 等离激元与两层超表面之间的耦合作用,且这种结构的圆二向色性透射光谱与圆共偏振透射光谱的变化对生化 层折射率的变化具有不同的响应。在合适的结构参数下,圆共偏振透射光谱以及圆二向色性透射光谱传感灵敏 度最大分别能够达到109 nm/RIU、111 nm/RIU。该人工手性结构具备共偏振光谱和圆二向色性光谱传感功能, 在新型生化传感器件领域具有潜在的应用价值。

提出一种具有巨旋光性和负折射特性的双频带手征性超表面结构,该手征性超表面由中间介质层和双层共轭卍字形周期排列而成;通过研究面电流密度分布,解释了巨旋光性和负折射率产生的原因;研究了手征性超表面单元结构的连续圆金属贴片半径和介质层厚度对该结构旋光性和负折射特性的影响。数值模拟结果表明:该结构在0.1~2 THz频率范围内有4个谐振频点,在谐振频点附近,平均折射率均为负值,实部幅值最大为-3.7;该结构在谐振频点附近显示了巨旋光性以及双频带的左旋圆偏振波和右旋圆偏振波负折射特性,最大偏振旋转角达到了122°,右旋圆偏振波折射率实部幅值可达-12.74。

通过变角度光谱系统测量了绿带翠凤蝶闪亮后翅中微纳结构的光谱, 并建立了多层膜反射结构模型来解释蝴蝶翅膀的结构色产生机理。通过测量绿带翠凤蝶后翅微结构中的圆二向色性光谱, 研究了其光学偏振特性。基于结构色的特点, 设计并实现了利用蝴蝶翅膀对溶液折射率的传感实验, 结果表明随着折射率的增大, 反射光谱谱线发生红移。相关的研究结果为理解自然界中微结构材料的偏振和传感应用提供了基础。

全光铯(Cs)原子磁力仪是一种高灵敏度弱磁检测仪,核心器件Cs原子气室的工作温度直接决定了原子磁力仪的灵敏度。实验系统中采用频率锁定在Cs原子D1线F=3→F′=4共振线的圆偏振光极化Cs原子,检测光采用频率锁定在Cs原子D2线F=4→F′=5共振线的线偏振光,检测介质的圆二向色性。实验发现,随着Cs原子气室工作温度的升高,磁力仪输出信号幅度先增加然后逐渐衰减,而磁力仪的线宽近似线性增加。实验测试了温度由25 ℃升高至45 ℃时的磁力仪输出信号,结果表明:当温度为37.6 ℃时,原子磁力仪达到最佳灵敏度。

建立了磁光晶体磁致偏振特性测试系统。该系统采用中心波长为1538 nm的WGY型半导体激光器,在0～1500 mT的大范围可调磁场下,对光隔离器用磁光晶体GdYBiIG样品的退偏效应进行了测试。测试结果表明,达到磁饱和或接近磁饱和时,GdYBiIG晶体的偏振性能最优;达到磁饱和后,随着磁场的增强,出现了磁致退偏效应。分析了磁致退偏效应的产生机理,给出磁致圆二向色性及磁致线双折射是产生退偏的原因。实验测试与理论分析表明,根据磁光晶体GdYBiIG这种退偏效应的规律性,在利用该类晶体制作磁光器件时,外加磁场强度稍大于它的磁饱和强度即可。

给出了螺旋型手性分子薄膜表面反射方向的圆二向色性的谐波强度表示式,分析了谐波的强度与手性分子的取向、分子的螺距和半径等结构参数的关系,给出了数值模拟结果.发现在入射光强一定的情况下,谐波强度在螺距和半径的取值范围内分别存在着最大值,以及螺距与半径之间满足的关系式随分子取向角的变化而不同.

介绍了交变法拉第效应的磁光调制测量原理和方法,分析了亚铁磁性材料法拉第Fraday效应和磁光调制深度与交变磁场频率间的关系,证明了交变法拉第旋转幅值θ0的实部θ＇0小于静磁场下的θ＇ｓ,而虚部θ″0大于θ″ｓ,理论和实验结果相吻合。由此得出结论,采用具有磁圆二向色性的磁光材料做成的调制器不可能达到彻底的开关状态。