Letztes Jahr entwickelte das Team von Sheng Zhigao, einem Forscher am High Magnetic Field Center des Hefei Institute of Physical Sciences der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, einen aktiven und intelligenten elektrooptischen Terahertz-Modulator, der auf dem stationären Hochmagnetfeld-Experiment basiert Gerät. Die Forschung wird in ACS Applied Materials & Interfaces veröffentlicht.
Obwohl die Terahertz-Technologie überlegene spektrale Eigenschaften und breite Anwendungsaussichten aufweist, wird ihre technische Anwendung durch die Entwicklung von Terahertz-Materialien und Terahertz-Komponenten immer noch stark eingeschränkt. Unter diesen ist die aktive und intelligente Steuerung der Terahertz-Welle durch ein externes Feld eine wichtige Forschungsrichtung auf diesem Gebiet.
Mit dem Ziel, die bahnbrechende Forschungsrichtung von Terahertz-Kernkomponenten voranzutreiben, hat das Forschungsteam einen Terahertz-Stressmodulator erfunden, der auf dem zweidimensionalen Material Graphen basiert [Adv. Optische Materie. 6, 1700877(2018)], ein terahertz-breitbandiger photogesteuerter Modulator auf Basis des stark assoziierten Oxids [ACS Appl. Mater. Inter. 12, Nach 48811(2020)] und einer phononbasierten neuen magnetisch gesteuerten Einzelfrequenz-Terahertz-Quelle [Advanced Science 9, 2103229(2021)] wird der zugehörige Elektronenoxid-Vanadiumdioxid-Film als Funktionsschicht mit mehrschichtiger Struktur ausgewählt Design und elektronische Steuerungsmethode werden übernommen. Es wird eine multifunktionale aktive Modulation der Terahertz-Transmission, -Reflexion und -Absorption erreicht (Abbildung a). Die Ergebnisse zeigen, dass zusätzlich zum Transmissions- und Absorptionsvermögen auch das Reflexionsvermögen und die Reflexionsphase aktiv durch das elektrische Feld reguliert werden können, wobei die Modulationstiefe des Reflexionsvermögens 99,9 % und die Reflexionsphase eine Modulation von ~180° erreichen kann (Abbildung b). . Noch interessanter: Um eine intelligente elektrische Terahertz-Steuerung zu erreichen, entwickelten die Forscher ein Gerät mit einer neuartigen „Terahertz-Elektro-Terahertz“-Rückkopplungsschleife (Abbildung c). Unabhängig von Änderungen der Startbedingungen und der äußeren Umgebung kann das Smartgerät in etwa 30 Sekunden automatisch den eingestellten (erwarteten) Terahertz-Modulationswert erreichen.
(a) Schematische Darstellung einesElektrooptischer Modulatorbasierend auf VO2
(b) Änderungen der Transmission, des Reflexionsvermögens, des Absorptionsvermögens und der Reflexionsphase bei eingeprägtem Strom
(c) schematisches Diagramm der intelligenten Steuerung
Die Entwicklung eines aktiven und intelligenten TerahertzElektrooptischer Modulatorbasierend auf zugehörigen elektronischen Materialien liefert eine neue Idee für die Realisierung einer intelligenten Terahertz-Steuerung. Diese Arbeit wurde vom National Key Research and Development Program, der National Natural Science Foundation und dem High Magnetic Field Laboratory Direction Fund der Provinz Anhui unterstützt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 08.08.2023