［本站讯］近日，空间科学与技术学院杜桂强教授指导2022级本科生王依桐等三位同学在国际著名的光学学术期刊Optics Letters发表文章《Direction-reversible all-optical diode based on a photonic heterostructure》。其中，王依桐为第一作者，2021级本科生秦浩渊和2022级本科生莫心傲分别为第二和第三作者，空间科学与技术学院杜桂强教授为通讯作者，山东大学为第一完成单位。Optics Letters期刊的影响因子为3.3。

图1. (a)含有非线性的磁单负超构材料的光子异质结构的(a)透射率、(b)反射率，(c)吸收率与入射光强的关系，深色部分为右导通态，浅色部分为左导通状态。

图2.对比度、频率与入射光强的二维关系示意图，其中对比度的正负值分别代表AOD的左导通和右导通。

全光二极管（AOD）通过光的空间非互易传播实现特定波长光波的单向传输，是光通信、全光信号处理的关键器件。传统全光二极管（AOD）可以利用材料的光学非线性效应，通常仅能沿着单一方向传输光信息，难以满足动态调控需求。

本工作构建了含有非线性磁单负超构材料的非对称光子异质结构，在理论上研究了其线性与非线性光学传输特性。研究发现，该光子异质结构在输入光强变化时，光强会改变光子界面态的局域模式并调控材料的非线性光学效应，进而调整内部的局域场强分布：当光强达到右入射阈值强度时，AOD呈现由左往右的单向传输；继续增加光强超过左入射阈值强度时，AOD转变为反向的单向传输，且光传输方向的逆转效应可在一定的频段内实现。本文的研究成果为方向可逆的 AOD的实验和应用提供了理论依据，这类器件在光学开关、光通信、全光信号处理等领域具有潜在应用价值。

空间科学与技术学院秉持“科教融合”理念，积极推动科研立项活动和本科生导师制，鼓励学生参与教师课题研究，以高水平科学研究支撑高质量本科人才培养。依托各类实践平台和实训基地，搭建学生科学实践和创新创业平台，增强学生创新精神和科研能力，致力于培养具有扎实专业基础和创新精神的拔尖人才。

本论文的研究工作得到了国家自然科学基金和山东省重点研发计划的支持。