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合肥研究院盛志高團隊研發(fā)出一種主動智能太赫茲電光調制器

來源:中科院合肥研究院      2022-06-29
導讀:近日,中科院合肥研究院強磁場中心盛志高研究團隊依托穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置成功研發(fā)了一種主動智能化的太赫茲電光調制器。相關研究成果發(fā)表在國際期刊 ACS Applied Materials & Interfaces 上。

雖然太赫茲技術具有優(yōu)越的波譜特性和廣泛的應用前景,但其工程應用還嚴重受制于太赫茲材料與太赫茲元器件的開發(fā)。其中,圍繞智能化場景應用,采用外場對太赫茲波進行主動、智能化的控制是這一領域的重要研究方向。

瞄準太赫茲核心元器件這一前沿研究方向,強磁場中心磁光團隊繼2018年發(fā)明一種基于二維材料石墨烯的太赫茲應力調制器[Adv. Optical Mater. 6, 1700877(2018)]、2020年發(fā)明一種基于強關聯氧化物的太赫茲寬帶光控調制器[ACS Appl. Mater. Inter. 12, 48811(2020)]、2021年發(fā)明一種基于聲子的新型單頻磁控太赫茲源[Advanced Science 9, 2103229(2021)]之后,選擇關聯電子氧化物二氧化釩薄膜作為功能層,采用多層結構設計和電控方法,實現了太赫茲透射、反射和吸收多功能主動調制(圖a)。研究結果表明,除了透射率和吸收率,反射率和反射相位也可被電場主動調控,其中反射率調制深度可以達到99.9%、反射相位可達~180o調制(圖b)。更為有趣的是,為了實現智能化的太赫茲電控,研究人員設計了一種具有新型“太赫茲-電-太赫茲”的反饋回路的器件(圖c)。不管起始條件和外界環(huán)境如何變化,該智能器件可以在30秒左右自動達到太赫茲的設定(預期)調制值。

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(a)基于VO2的電光調制器示意圖(b)透射率、反射率、吸收率和反射相位隨外加電流變化(c)智能化控制原理圖

這一基于關聯電子材料的主動、智能化太赫茲電光調制器的研發(fā)為太赫茲智能化控制的實現提供了新的思路。該工作獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、強磁場安徽省實驗室方向基金的支持。

文章鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c04736 

參考鏈接:http://www.hf.cas.cn/xwzx/jqyw/202206/t20220627_6466666.html

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