我院博士研究生王作佳同学（导师：陈红胜教授）与美国东北大学Yongmin Liu教授课题组、美国麻省理工学院Min Chen教授课题组合作完成的关于人工异向介质中电子诱导辐射现象的研究论文“Manipulating Smith-Purcell Emission with Babinet Metasurfacesn”刊登在2016年10月7日出版的物理学顶级学术刊物Physical Review Letters上。

在物理学中，高速运动的电子束可以产生电磁辐射，根据电子速度或介质的不同可以分为切伦科夫辐射、渡越辐射和衍射辐射等现象。其中衍射辐射是传统自由电子激光器的理论基础。针对传统光栅结构中衍射辐射极化性能不可控的缺点，该文章提出了用人工实现的异向介质结构来调控电子衍射辐射极化性能和辐射效率的方法，阐述了双各向异性对近场倏逝波耦合通道选择的物理机制（如图所示）。

文中方案可以大幅提高电子诱导辐射的辐射能量，同时令电场极化方向具有连续可调的功能，该方法为提取电磁波近场信息提供了一个全新的思路，为实现极化状态可控的高性能电子束光子学器件带来了可能性。该研究成果受到国家自然科学基金、国家留学基金和中组部青年拔尖人才项目的经费资助。

文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.157401