杨振宇副教授学术进展介绍
杨振宇，男，现年35岁，华中科技大学光学与电子信息学院副教授，美国光学学会（OSA）会员，国际光学工程学会（SPIE）会员，Optics Letters、Optics Express等学术期刊审稿人。杨振宇2004年于华中科技大学获物理电子学博士学位。博士期间主要方向为聚合物纳米孔隙光学薄膜的研究，2005 -2007年在美国内布拉斯加-林肯大学（University of Nebraska-Lincoln）从事博士后研究。其间，在微纳结构光子学这一前沿领域开展了多项富有创新性的研究工作，包括激光辅助制备大面积三维光子晶体、利用近场光学制备纳米结构功能薄膜等。回国后，在科研方面一直开展纳米光子学、人工电磁超材料的研究工作。近3年来在亚波长螺旋结构超材料方面取得了一些研究成果，以第一作者或通讯作者在Optics Letters、Optics Express、Journal of Lightwave Technology、IEEE Photonic Technology Letter等光学类重要期刊上发表论文15篇，获得国家发明专利授权5项。
近十几年来, 人工电磁超材料（Metamaterials）迅速成为国内外物理学和光电子学研究的一个重要方向和热点。原因之一就是它具有许多天然媒质所不具备的超常物理性质。2009年底《Science》杂志上第一次报道了一种亚波长螺旋结构超材料光学特性的研究文章。这种螺旋超材料具有巨大的圆二向色性，因此在光学偏振器件的制备中具有广阔的应用前景。但目前，国际上对这种螺旋结构超材料的研究还处于起步阶段，大部分的相关研究还存在有如下问题：1）研究大都集中在单螺旋结构；2）研究的螺旋形状大都是圆形；3）研究主要集中于透射光的特性分析而没有考虑反射光的特性，而且在器件的分析中没有研究信噪比这一关键指标；4）对螺旋结构电磁超介质光学特性的产生机理以及理论模型还没有一个深入系统的研究。杨振宇老师2009年底就进入到螺旋超材料这一研究方向。近3年来，连续在高水平期刊上发表15篇学术论文，研究结果得到了审稿人和同行的关注。他发现将螺旋结构尺寸相应的减小或增大，该材料的圆极化工作波段会发生蓝移或者红移。基于该研究结果，他提出了一种工作在可见光波段的宽带螺旋结构超材料（研究结果发表在IEEE Photonics Technology Letters 22, 1303-1305，2010）和一种工作在太赫兹波段的宽带螺旋结构超材料（研究结果发表在Journal of the Optical Society of America A 28, 19-23 , 2011）；他还提出了一种新颖的双螺旋结构，相比德国小组在《Science》杂志上提出的单螺旋结构，具有更宽的工作带宽（增加50％以上，研究结果发表在Optics Letters 35, 2588-2590, 2010以及Journal of Lightwave Technology 28, 3415-3421, 2010）；进一步的研究他还发现，多螺旋结构用于圆偏振器上，能使器件整体性能有显著的改善，它不仅能将带宽提高50％，而且在信噪比方面相比单螺旋结构高两个数量级（研究结果发表在Optics Express 19, 4255-4260, 2011）；他还提出了一种异质结构双螺旋超材料，相比传统单螺旋结构有着更突出的消光比（研究结果发表在Optics Express 19, 10886-10894, 2011）；针对现有研究都集中在圆螺旋结构上，杨振宇老师还创造性的提出了一种椭圆螺旋结构超材料，利用该结构成功实现了一种椭圆偏振器的设计（研究结果发表在Optics Express 19, 17539-17545, 2011）；螺旋结构超材料反射特性的研究也是目前该方向的一个空白，近期他针对反射特性进行了深入研究，并提出了一种高效率、宽光谱的光波吸收器结构（研究结果发表在Journal of Lightwave Technology 30, 3050-3054, 2012）；他通过研究还发现：对单螺旋结构超材料进行适当的几何参数设计，其透射波的信噪比可以大幅提高到30 dB，而在此之前人们普遍认为单螺旋结构的信噪比不会高于10 dB（研究结果发表在Optics Express 20, 1552-1560, 2012）；以往的研究大都集中在光垂直入射的情况，他近期发现，当光入射角改变时螺旋结构超材料输出光的偏振态也会动态的发生改变，基于这一原理，他提出了一种可调谐的偏振器结构设计方案（研究结果发表在IEEE Photonics Technology Letters 24, 1708-1711，2012）。
作为高校教师，杨振宇老师在认真搞好科研的同时也丝毫没有放松对教学工作的要求。回国后的第一年，他就承担了学院的“物理光学”课程的主讲任务。连续多年被评为教学优质课堂，2010年获得校青年教师教学竞赛一等奖，2011年获得校教学质量优秀奖二等奖。针对研究生的培养并结合多年来的研究工作，杨振宇老师又开设了“微纳光子器件数值仿真”的研究生选修课，采取了灵活的授课方式，使授课内容可以直接应用于研究生的具体科研课题，取得了良好的教学效果。许多同学在最后的课程论文中提到，感谢杨振宇老师悉心的授课！与杨老师的交流收获的不仅仅是专业知识，还有解决科研问题时所必须的心理素质和态度。
近年来以第一作者或通讯作者发表的相关论文目录：
[1] ZhenYu Yang, Ming Zhao, PeiYuan Xie, Lin Wu, ZeQin Lu, and Peng Zhang, Tunable polarization states with helical metamaterials, IEEE Photonics Technol. Lett., 2012, Vol. 24, p1708-1711.
[2] ZeQin Lu, Ming Zhao, PeiYuan Xie, Lin Wu, Yang Yu, Peng Zhang, and ZhenYu Yang (通讯作者), Reflection Properties of Metallic Helical Metamaterials, J. Lightwave Technol., 2012, Vol. 30, p3050-3054.
[3] Zhenyu Yang, Peng Zhang, Peiyuan Xie, Lin Wu, Zeqin Lu and Ming Zhao, Polarization properties in helical metamaterials, Front. Optoelectron. 2012, Vol. 5, p248-255
[4] Lin Wu, Zhenyu Yang (通讯作者), Ming Zhao, Peng Zhang, ZeQing Lu, Yang Yu, ShengXi Li, and XiuHua Yuan, What makes single-helical metamaterials generate “pure” circularly polarized light?, Opt. Express, 2012, Vol. 20, p.1552-1560
[5] Lin Wu, Zhenyu Yang (通讯作者), Ming Zhao, Yang Yu, Shengxi Li, Qianpeng Zhang, and Xiuhua Yuan, Polarization characteristics of the metallic structure with elliptically helical metamaterials, Opt. Express, 2011, Vol. 19, p. 17539-17545.
[6] Yang Yu, Zhenyu Yang (通讯作者), Shengxi Li, and Ming Zhao, Higher extinction ratio circular polarizers with hetero-structured double-helical metamaterials, Opt. Express, 2011, Vol. 19, p. 10886-10894.
[7] Yang Yu, Zhenyu Yang (通讯作者), Ming Zhao and PeiXiang Lu, Broadband optical circular polarizers in the terahertz region using helical metamaterials, J. Opt. 2011, Vol. 13 , 055104
[8] Zhenyu Yang, Ming Zhao, and Peixiang Lu, How to improve the signal-to-noise ratio for circular polarizers consisting of helical metamaterials?, Opt. Express, 2011, Vol. 19, p4255-4260.
[9] Shengxi Li, Zhenyu Yang (通讯作者), and Ming Zhao,. Broadband terahertz circular polarizers with single- and double helical array metamaterials, J. Opt. Soc. Am. A, 2011, Vol. 28, p19-23.
[10] Zhenyu Yang, Ming Zhao, and Yongfeng Lu, Similar structures, different characteristics: optical performances of circular polarizers with single- and double-helical metamaterials, J. Lightwave Technol., 2010, Vol. 28, p3415-3421.
[11] Zhenyu Yang, Ming Zhao, Peixiang Lu, and Yongfeng Lu, Ultrabroadband optical circular polarizers consisting of double-helical nanowire structures, Opt. Lett., 2010, Vol. 35, p2588-2590.
[12] Zhenyu Yang, Ming Zhao, and Peixiang Lu, A Numerical Study on Helix Nanowire Metamaterials as Optical Circular Polarizers in the Visible Region, IEEE Photonics Technol. Lett., 2010, Vol. 22, p1303-1305.
[13] ZY Yang, M Zhao, NL Dai, G Yang, H Long, YH Li, and PX Lu, Broadband polarizers using dual-layer metallic nanowire grids, IEEE Photonics Technol. Lett., 2008. Vol. 20, p697-699.
[14] Z.Y. Yang and Y.F.Lu, Broadband nanowire-grid polarizers in ultraviolet-visible-near-infrared regions, Opt. Express, 2007, Vol. 15, p9510-9519.
[15] Z. Y.Yang and M. Zhao, A study of the porosities of polymer nanoporous films using numerical simulations and experimental methods, J. Opt. A: Pure Appl. Opt., 2007, Vol.9, p872-876.
