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任梦昕

职称:

直属机构: 光学

学科:

学位: 博士

毕业院校:

邮件: ren_mengxin(at)nankai(dot)edu(dot)cn

办公地点: 第五教学楼311室

电话: 02266229420

出生年月:

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相关教师

个人资料

  • 部门: 物理学院
  • 性别:
  • 出生年月:
  • 专业技术职务: 副教授,南开百青,博导
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  • 毕业院校:
  • 学位: 博士
  • 学历:
  • 联系电话: 02266229420
  • 电子邮箱: ren_mengxin(at)nankai(dot)edu(dot)cn
  • 办公地址: 第五教学楼311室
  • 通讯地址:
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教育经历

2007-2012 南开大学 泰达应用物理学院 理学博士

2010-2012 南安普顿大学光电子研究中心 联合培养博士

2003-2007 天津大学&南开大学 精仪学院&信息学院 理学&工学双学士



工作经历

2012-2016 南开大学泰达应用物理研究院/物理科学学院 讲师

2012-2014 清华大学富士康纳米科技研究中心 博士后

2016-今     南开大学物理科学学院/泰达应用物理研究院 副教授 博士生导师 “南开大学百名青年学术带头人”

个人简介

任梦昕,副教授,博士生导师,南开百青。长期从事纳微尺度下弱光非线性效应及光调控应用的研究,以纳微非线性光学体系新物理现象为基础,发展了新的可控非线性理论,实现了可调控的非线性响应及基于耦合共振的光效应调控,首次在外禀手性对称纳微结构材料中发现巨非线性旋光效应,并基于此,发展了巨非线性偏振调控,被评价为非线性光学的重大突破入选“2012中国光学重要成果”。在Nature Communications, Advanced Materials, Nano Letters, Light: Science & Applications等高水平杂志发表论文20余;共获中、美、英、台湾地区授权专利14;编写《非线性光学研究前沿》中、英文版各1章节(十二五国家重点图书出版规划项目光物理研究前沿系列之一);多次受邀国际国内重要学术会议邀请报告(如CLEOSPIE、中国光学学会学术大会、中国物理秋季会议等);承担及参与包括国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划等在内的多项科研项目,曾获第九届王大珩高校学生光学奖、第八届饶毓泰基础光学奖


研究领域

光场调控已经成为当前的热点问题,也是未来实现光计算、光信息处理、光量子通讯等技术的基础。非线性光学效应被认为是实现光场调控的最佳手段,尤其实现纳微尺度下的弱光非线性效应,是适应未来器件小型化、低能耗发展的必然要求,但传统材料中较弱的非线性响应已经成为该领域发展的瓶颈。

围绕该问题任梦昕及其团队长期开展纳微尺度下弱光非线性效应及光调控应用的研究,他们对新型的非线性光学与光子学物理现象及特性具有高度的兴趣,他们的梦想是所做成果可用于实现新一代纳米光子元件与器件中。

目前的研究领域主要包含两个方面:

1 可控非线性调控与巨非线性偏振效应及其应用

利用纳微材料中的新型共振与结构对称特性,实现新型物理效应及耦合过程,基于共振调谐实现对系统响应的非线性调控。比如实现了对结构材料有效非线性系数幅度与符号的设计。这使得单一材料可定制适应不同需求的非线性应用[Adv. Mater. 23, 5540 (2011)],同时首次发现了纳微结构中的巨非线性旋光效应,并基于此,实现了巨非线性偏振调控,被SPIE旗下“optics.org网站”评价为“非线性光学的重大突破”,入选“2012中国光学重要成果” [Nature Commun. 3, 833 (2012),Light: Sci. & Appl. 6, e16254 (2017)]。同时利用半导体量子点跃迁偶极矩在纳米尺度槽形天线结构各向异性散射场下受迫振荡的统计效应,实现纳米尺度下90%以上线偏振英光的直接发射[Nano Lett. 15, 2951 (2015)]。



纳微耦合共振光场调控新效应及其应用

为了建立较为普适的调控方法与理论,探究耦合共振光效应的调控机制,我们在不同纳微耦合体系中全面系统地开展了光效应调控研究。比如,我们通过平面螺旋纳微结构内部多模式场间的耦合,实现了超宽带非对称透射效应[Appl. Phys. Lett. 104, 121112 (2014)];同时,基于该螺旋纳微结构单元间电偶极矩的反相位耦合,我们实现了高品质因子共振,并通过改变环境折射率实现了对体系共振色散与透射光强的高灵敏度调控,基于此,率先实现了可双模式工作(监测波长或光强,wavelength or intensity interrogations)的折射率传感[Opt. Lett. 38, 3133 (2013)];另外在矩形槽状纳微结构阵列中,通过弹性拉伸或位移,调控单元间的耦合距离与长度,实现了透射光谱共振特性的有效调控,并以此获得纳米尺度分辨率的应变与位移传感[Appl. Phys. Lett. 107, 091104 (2015), Appl. Phys. Lett. 108, 073106 (2016)];通过改变光入射角度实现了金纳米棒内推迟效应场间相位关系的有效调谐,并以此作为激发源实现了石墨烯表面等离激元波的单向激发与传输调控[Opt. Express 25, 4680 (2017)];率先在石墨烯材料中利用离子束直写诱导缺陷法实现费米能级调节,改变等离激元的耦合色散特性,实现了石墨烯等离激元波边界反射行为与特性的调控[2D Mater. 3, 045001 (2016)];费米能级的改变还用于调制双层石墨烯纳米结构间局域及传输型等离激元模式间的耦合,实现等离激元诱导透明效应的调控[Opt. Express 24, 5784 (2016)];在后续的工作中,我们使用背栅电压调制费米能级,实现了对石墨烯纳米圆盘腔共振模式的调控[Adv. Mater. 29, 1701083 (2017)];基于半径渐变铌酸锂纳米柱阵列,调控柱内(间)模式耦合,构建异向梯度表面,实现了新型纳米尺度光学分束器,克服了棱镜等传统分束元件尺寸大、不易集成等缺点[Opt. Lett. 43, 267 (2018)]。

教学工作

课程名称:基础物理实验 本科课程

科研项目

主持及参与的项目包括:

 •  国家重点研发计划青年项目,(南开大学方面负责人),2017/07-2022/06

 •  国家自然科学基金面上项目,2018/01-2021/12

 •  南开大学百名青年学科带头人培养计划,2015/12-2019/12

 •  国家自然科学基金青年基金项目,2014/01-2016/12

 •  教育部博士点基金新教师类,2014/01-2016/12

 •  中国博士后科学基金面上资助—一等资助,2013/06-2014/09

 •  自然科学基金中英合作与交流项目,2017/04-2019/03

 •  国家重点研发计划,2017/07-2022/06

 •  国家重大研究计划重点项目,2018/01-2021/12


论文专著

Paper

[21] Di Zhang, Mengxin Ren*, Wei Wu, Ninghui Gao, Xuanyi Yu, Wei Cai, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu. Nanoscale beam splitters based on gradient metasurfaces. Opt. Lett., 43, 267, (2018)

[20]Mengxin Ren, Wei Wu, Wei Cai, Biao Pi, Xinzheng Zhang. Jingjun Xu*. Reconfigurable metasurfaces that enable light-polarization control by light. Light: Sci. & Appl., 6, e16254 (2017)

[19] Zenghong Ma, Wei Cai*, Yinxiao Xiang, Mengxin Ren*, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu. Dynamic spontaneous emission control of an optical emitter coupled to plasmons in strained graphene. Opt. Express, 25, 23070 (2017)

[18] Chenglin Du, Wei Cai*, Wei Wu, Yinxiao Xiang, Lei Wang, Mengxin Ren, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu*. Unveiling quasi-dark surface plasmon modes in Au nanoring cavities by cathodoluminescence. Sci. Rep., 7, (2017)

[17] Weiwei Luo, Wei Cai*, Yinxiao Xiang, Wei Wu, Bin Shi, Xiaojie Jiang, Ni Zhang, Mengxin Ren, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu*. In-Plane Electrical Connectivity and Near-Field Concentration of Isolated Graphene Resonators Realized by Ion Beams. Adv. Mater., 29 (2017)

[16] Zenghong Ma, Wei Cai*, Lei Wang, Yinxiao Xiang, Mengxin Ren, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu. Unidirectional excitation of graphene plasmons in Au-graphene composite structures by a linearly polarized light beam. Opt. Express, 25, 4680 (2017)

[15] Junku Liu*, Qunqing Li*, Mo Chen, Mengxin Ren, Lihui Zhang, Lin Xiao, Kaili Jiang, Shoushan Fan. Dielectric-Like Behavior of Graphene in Au Plasmon Resonator, Nano. Res. Lett, 11, 541 (2016)

[14] Weiwei Luo, Wei Cai*, Wei Wu, Yinxiao Xiang, Mengxin Ren, Xinzheng Zhang and Jingjun Xu*. Tailorable reflection of surface plasmons in defect engineered graphene. 2D Mater., 3, 045001 (2016) 

[13] Bin Shi, Wei Cai, Xinzheng Zhang*, Yinxiao Xiang, Yu Zhan, Juan Geng, Mengxin Ren, Jingjun Xu*. Tunable Band-Stop Filters for Graphene Plasmons Based on Periodically Modulated Graphene. Sci. Rep., 6, 26796 (2016) 

[12] Weiwei Luo, Wei Cai*, Yinxiao Xiang, Lei Wang, Mengxin Ren*, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu*. Flexible modulation of plasmon-induced transparency in a strongly coupled graphene grating-sheet system. Opt Express, 24, 5784-5793 (2016) 

[11] Zenghong Ma, Wei Cai*, Lei Wang, Chenglin Du, Weiwei Luo, Lingyu Niu, Shuqing Xue, Mengxin Ren*, Xinzheng Zhang, Jingjun Xu*. Nonlocal Immunized Mid-Infrared Magnetic Hot Spots in Graphene Junctions. Plasmonics, 1-6 (2016) 

[10] Wei Wu, Mengxin Ren*, Biao Pi, Wei Cai*, Jingjun Xu*. Displacement sensor based on plasmonic slot metamaterials. Appl Phys Lett, 108, 073106 (2016)

[9] Mengxin Ren, Mo Chen, Wei Wu, Lihui Zhang, Junku Liu, Biao Pi, Xinzheng Zhang, Qunqing Li*, Shoushan Fan*, and Jingjun Xu*. Linearly Polarized Light Emission from Quantum Dots with Plasmonic Nanoantenna Arrays. Nano Lett, 15, 2951 (2015) 

[8] Wei Wu, Mengxin Ren*, Biao Pi, Wei Cai*, Yang Wu, Jingjun Xu*. Scaffold metamaterial and its application as strain sensor. Appl Phys Lett, 107, 091104 (2015) 

[7] Yu-E Wu, Mengxin Ren*, Zhenhua Wang, Wenhua Li, Qiang Wu, Sanming Yi, Xinzheng Zhang*, and Jingjun Xu*. Optical nonlinear dynamics in ZnS from femtosecond laser pulses. AIP Advances, 4, 057107 (2014) 

[6] Chongpei Pan, Mengxin Ren*, Qunqing Li*, Shoushan Fan, and Jingjun Xu*. Broadband Asymmetric Transmission of Optical Waves from Spiral Plasmonic Metamaterials. Appl Phys Lett, 104(12): 121112 (2014) 

[5] Junku Liu, Qunqing Li*, Mengxin Ren, Lihui Zhang, Mo Chen, and Shoushan Fan Graphene as discharge layer for electron beam lithography on insulating substrate. Appl Phys Lett, 103, 113107 (2013) 

[4] Mengxin Ren, Chongpei Pan, Qunqing Li, Wei Cai, Xinzheng Zhang, Qiang Wu, Shoushan Fan, and Jingjun Xu*. Isotropic spiral plasmonic metamaterial for sensing large refractive index change [J]. Opt Lett, 38(16): 3133-6 (2013) 

[3] (Invited) Mengxin Ren, Jingjun Xu*. Surface Plasmon Polariton Enhanced Nonlinearity and Applications. Laser & Optoelectronics Progress, 50(8): 080002 (2013) 

[2] Mengxin Ren, Eric Plum*, Jingjun Xu, Nikolay I. Zheludev*. Giant nonlinear optical activity in a plasmonic metamaterial [J]. Nat Commu, 3: 833 (2012)  

[1] Mengxin Ren, Baohua Jia, Jun-Yu Ou, Eric Plum*, Jianfa Zhang, Kevin F. MacDonald, Andrey E. Nikolaenko, Jingjun Xu, Min Gu, Nikolay I. Zheludev*. Nanostructured plasmonic medium for terahertz bandwidth all-optical switching [J].Adv Mater, 23(46): 5540-4 (2011) 


Conference

[23]  (邀请报告) Mengxin Ren, Nonlinear light polarization control by metamaterials, SPIE Nanophotonics Australasia, Melbourne, 2017.12.10-2017.12.13

[22]  (邀请报告) Mengxin Ren, Nonlinear control of light polarization by metamaterials, ISPN, Dalian, 2017.4.28-2017.4.30

[21]任梦昕,许京军。表面等离激元偏振光源研究(海报)。第五届全国原子分子光物理青年科学家论坛,北京,2015.10.23

[20](邀请)任梦昕,许京军。基于表面等离激元材料的偏振调控。中国物理学会2015年秋季会议,长春,2015.09

[19]任梦昕,许京军。超材料的非线性增强及荧光偏振操控。第十七届激光科学研讨会,太原,2014.10

[18](邀请)许京军,任梦昕,蔡卫,张心正。Novel nonlinear optical effects in plasmonic metamaterials。第八届全国激光技术与光电子学学术会议,上海,2013.03

[17] 任梦昕,许京军。等离子超材料中的非线性光学效应。天津市物理学会年会,天津,2013.05

[16] 任梦昕,许京军。等离激元超材料中的非线性效应。第五届全国光学青年学术论坛,太原,2013.08

[15] (邀请)任梦昕,许京军。非线性等离激元超材料。中国光学学会学术大会,长沙,2013.08

[14] 任梦昕,许京军,刘军库,张立辉,陈墨,李群庆,范守善。互补结构双层超材料的制备及其光学性质。国际强激光与物质相互作用及其应用研讨会,苏州,2013.10

[13] M. Ren, E. Plum, J.J,Xu, N. I. Zheludev, Compensation of plasmonic losses in metamaterial using nonlinear interactions, SPIE Photonics Europe, Brussels, Belgium, 16 - 19 Apr 2012

[12] M. Ren, G. Adamo, E. Plum, J. So, K. F. MacDonald, J.J.Xu, N. I. Zheludev, Metamaterial engineering of plasmonic metal luminescence (poster), SPIE Photonics Europe, Brussels, Belgium, 16 - 19 Apr 2012

[11] M. Ren, E. Plum, J.J.Xu, N. I. Zheludev, From nonlinear optics to nonlinear plasmonics: giant nonlinear optical activity in a metamaterial (poster), SPIE Photonics Europe, Brussels, Belgium, 16 - 19 Apr 2012

[10] M. Ren, E. Plum, V. A. Fedotov, J.J.Xu, N. I. Zheludev, Giant linear and nonlinear optical activity in metamaterials, META'12, Paris, France, 19 - 22 Apr 2012

[9] M. Ren, E.Plum, J.J.Xu, N. I. Zheludev, From Nonlinear Optics to Nonlinear Plasmonics: Giant Nonlinear Polarization Effects in Metamaterials, CLEO:2012, San Jose, United States, 06 - 11 May 2012

[8] T. S. Kao, T. Roy, M. Ren, N. Papasimakis, F. DeAngelis, E. DiFabrizio, A. E. Nikolaenko, N. I. Zheludev, Light localization, linear and nonlinear properties of disordered plasmonic metamaterials (poster), SPIE Photonics Europe, Brussels, Belgium, 16 - 19 Apr 2012

[7] (Invited) G. Adamo, J. Y. Ou, J. K. So, M. Ren, E. Plum, E. T. F. Rogers, K. F. MacDonald, J.J.Xu, N. I. Zheludev, Coherent light emission from planar plasmonic metamaterials, CLEO:2012, San Jose, United States, 06 - 11 May 2012

[6] 任梦昕,许京军。超颖材料非线性光学效应及其应用。第二届全国原子分子光物理青年科学家论坛,武汉,2012.10

[5] A.E.Nikolaenko, M.Ren, F.De Angelis, E.Di Fabrizio, N.I.Zheludev, Spectra-temporal dynamics of carbon nanotubes in plasmonic metamaterial (poster), Nanometa 2011 Seefeld, Austria 3-6 Jan 2011

[4] (Invited) K.F.MacDonald, M.Ren, J.Zhang, B.Gholipour, N.Papasimakis, A.E.Nikolaenko, Z.X.Shen, D.Hewak, N.I.Zheludev, Advances in nonlinear and switchable photonic metamaterials, SPP5 Busan, S. Korea 15-20 May 2011

[3] (Invited) M.Ren, A.Nikolaenko, E.Plum, N.I.Zheludev, Ultrafast nonlinearities of plasmonic metamaterials, SPIE Optics & Photonics (Plasmonics: Metallic Nanostructures and Their Optical Properties IX) San Diego 21-25 Aug 2011

[2] (Invited) M.Ren, J.Y.Ou, B.Jia, E.Plum, J.Zhang, L.Jiang, A.Nikolaenko, J.J.Xu, M.Gu, K.F.MacDonald, N.I.Zheludev, Functional photonic metamaterials, IEEE Photonics 2011 Arlington USA 9-13 Oct 2011 

[1] M.Ren, B.Jia, J.Y.Ou, E.Plum, K.F.MacDonald, A.E.Nikolaenko, J.J.Xu, M.Gu, N.I.Zheludev, Giant femtosecond optical nonlinearity of gold metamaterial nanostructures, Metamaterials 2011 Barcelona, Spain 10-15 Oct 2011


Patent

已授权

[14]任梦昕,兀伟,皮彪,蔡卫,张心正,许京军。光学非线性偏振调控元件以及调控入射光波偏振的方法,中国 (CN201510801179.5)

[13]任梦昕,兀伟,皮彪,蔡卫,张心正,许京军。偏振成像系统以及采用该偏振成像系统成像的方法,中国 (CN201510801683.5)

[12]兀伟,任梦昕,皮彪,蔡卫,张心正,许京军。一种微结构阵列光学位移传感器的制造方法及其用于检测微小位移的方法,中国 (CN201510445700.6)

[11]兀伟,任梦昕,皮彪,蔡卫,张心正,许京军。一种微结构阵列光学应变传感器设计及其制造方法,中国 (CN201510236182.7)

[10]任梦昕,李群庆,张立辉,陈墨,范守善。发光装置以及采用该发光装置的显示装置,中国 (CN201410423957.7)

[9]任梦昕,李群庆,张立辉,陈墨,范守善。发光装置以及采用该发光装置的显示装置,中国 (CN201410426400.9) 

[8]Mengxin Ren, Qunqing Li, Lihui Zhang, Mo Chen, Shoushan Fan. Light emitting device and display device using the same,美国 (US14/791183)

[7]Mengxin Ren, Qunqing Li, Lihui Zhang, Mo Chen, Shoushan Fan. Light emitting device and display device using the same,美国 (US14/791245)

[6]任梦昕,李群庆,张立辉,陈墨,范守善。发光装置以及采用该发光装置的显示装置,中国台湾 (TW103131827)

[5]任梦昕,李群庆,张立辉,陈墨,范守善。发光装置以及采用该发光装置的显示装置,中国台湾 (TW103131828) 

[4]刘军库,任梦昕,张立辉,陈墨,李群庆,范守善。纳米级微结构的制备方法,中国 (CN201310209010.1)

[3]Junku Liu, Mengxin Ren, Lihui Zhang, Mochen, Qunqing Li, ShoushanFan. Method of making nanostructure,美国 (US14/242876)

[2]刘军库,任梦昕,张立辉,陈墨,李群庆,范守善。纳米级微结构的制备方法,中国台湾 (TW102124767)

[1]Eric Plum, Kevin Macdonald, Andrey Nikolaenko, Jun-Yu Ou, Jianfa Zhang, Nikolay Ivanovich Zheludev, Baohua Jia, Mengxin Ren. Nonlinear materials and related devices,英国 (GB1108139.5)

申请中

[5]张迪,任梦昕,兀伟,高宁慧,禹宣伊,蔡卫,张心正,许京军。一种分光器以及采用该分光器的分光方法,中国 (CN201711396942.6)

[4]张迪,任梦昕,兀伟,高宁慧,禹宣伊,蔡卫,张心正,许京军。一种分光器以及采用该分光器的光通讯系统和显示装置,中国(CN201711396912.5)

[3]任梦昕,兀伟,皮彪,蔡卫,张心正,许京军。一种实现微区光谱测量的光谱仪设计方法,中国 (CN201510236181.2)

[2]张心正,许京军,石彬,徐晓丹,刘洋,任梦昕,蔡卫,吴强,伊瑞娜。一种激光诱导石墨烯微纳结构的加工方法及其系统,中国(CN201710461601.6)

[1]Nikolay Ivanovich Zheludev, Eric Plum, Jun-Yu Ou, Kevin Macdonald, Andrey Nikolaenko, Jianfa Zhang, Mengxin Ren, Baohua Jia. Nonlinear materials and related devices,美国 (US13/473038)


学术交流

常年欢迎国内外同行、研究生、本科生到我们实验室参观或与我们联系。

报考我们课题组的各位有志青年最好具有一定的光学、电动力学、量子力学及固体物理基础,对于偏科的各位青年希望有决心与毅力在未来补齐短板。同时要有独立思考的能力追求真理的科学精神、良好的表达能力与协作能力立志科研、有读博意向者优先(直博或转博均需要通过英语六级考试)。



荣誉奖励

•  2012中国光学重要成果

•  第八届饶毓泰基础光学奖——优秀奖

•  第九届王大珩高校学生光学奖

•  捷成奖教金


学术成果

相同的理想让我们走到一起,创造未来。



张迪: 研究生国家奖学金(2018)

高宁慧: 研究生国家奖学金(2018)



                                                                                                            2018年春于泰达