Минулого року команда Шен Чжигао, дослідника Центру сильних магнітних полів Хефейського інституту фізичних наук Китайської академії наук, розробила активний та інтелектуальний терагерцовий електрооптичний модулятор, що базується на експериментальному пристрої стаціонарного високого магнітного поля. Дослідження опубліковано в журналі ACS Applied Materials & Interfaces.
Хоча терагерцова технологія має чудові спектральні характеристики та широкі перспективи застосування, її інженерне застосування все ще серйозно обмежене розвитком терагерцових матеріалів та терагерцових компонентів. Серед них активне та інтелектуальне керування терагерцовою хвилею зовнішнім полем є важливим напрямком досліджень у цій галузі.
Прагнучи до передового напрямку досліджень терагерцових основних компонентів, дослідницька група винайшла терагерцовий модулятор напруги на основі двовимірного матеріалу графену [Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)], терагерцовий широкосмуговий фотокерований модулятор на основі сильно асоційованого оксиду [ACS Appl. Mater. Inter. 12, After 48811(2020)] та нове одночастотне магнітно-кероване терагерцове джерело на основі фононів [Advanced Science 9, 2103229(2021)], асоційовану плівку оксиду електронів та діоксиду ванадію обрано як функціональний шар, застосовано багатошарову структуру та метод електронного керування. Досягнуто багатофункціональної активної модуляції терагерцового пропускання, відбиття та поглинання (Рисунок а). Результати показують, що окрім пропускання та поглинання, відбивна здатність та фаза відбиття також можуть активно регулюватися електричним полем, в якому глибина модуляції відбивної здатності може досягати 99,9%, а фаза відбиття може досягати ~180° модуляції (Рисунок b). Що ще цікавіше, для досягнення інтелектуального терагерцового електричного керування дослідники розробили пристрій з новою петлею зворотного зв'язку «терагерц – електричний-терагерц» (Рисунок c). Незалежно від змін початкових умов та зовнішнього середовища, розумний пристрій може автоматично досягти встановленого (очікуваного) значення терагерцової модуляції приблизно за 30 секунд.
(a) Принципова схемаелектрооптичний модуляторна основі VO2
(b) зміни пропускання, відбивної здатності, поглинальної здатності та фази відбиття під дією струму
(c) принципова схема інтелектуального керування
Розробка активного та інтелектуального терагерцового діапазонуелектрооптичний модуляторна основі пов'язаних електронних матеріалів пропонує нову ідею для реалізації інтелектуального керування терагерцовим діапазоном. Цю роботу було підтримано Національною ключовою програмою досліджень і розробок, Національним фондом природничих наук та Фондом управління лабораторією високих магнітних полів провінції Аньхой.
Час публікації: 08 серпня 2023 р.