Aktiv intelligent terahertz elektro-optisk modulator er blevet udviklet med succes

Sidste år udviklede teamet af Sheng Zhigao, en forsker ved High Magnetic Field Center ved Hefei Institute of Physical Sciences, Chinese Academy of Sciences, en aktiv og intelligent terahertz elektro-optisk modulator, der er afhængig af den eksperimentelle steady-state højmagnetiske felt enhed.Forskningen er publiceret i ACS Applied Materials & Interfaces.

Selvom terahertz-teknologi har overlegne spektrale egenskaber og brede anvendelsesmuligheder, er dens tekniske anvendelse stadig alvorligt begrænset af udviklingen af ​​terahertz-materialer og terahertz-komponenter.Blandt dem er den aktive og intelligente kontrol af terahertz-bølge efter eksternt felt en vigtig forskningsretning på dette område.

Med henblik på den banebrydende forskningsretning af terahertz-kernekomponenter har forskerholdet opfundet en terahertz-spændingsmodulator baseret på det todimensionelle materiale grafen [Adv.Optisk Mater.6, 1700877(2018)], en Terahertz bredbåndsfotostyret modulator baseret på det stærkt associerede oxid [ACS Appl.Mater.Inter.12, Efter 48811(2020)] og phonon-baseret ny enkeltfrekvens magnetisk-styret terahertz-kilde [Advanced Science 9, 2103229(2021)], er den tilhørende elektronoxid-vanadiumdioxid-film valgt som det funktionelle lag, flerlagsstruktur design og elektronisk kontrolmetode er vedtaget.Multifunktionel aktiv modulering af terahertz transmission, refleksion og absorption opnås (figur a).Resultaterne viser, at ud over transmittansen og absorptionsevnen kan reflektiviteten og reflektionsfasen også aktivt reguleres af det elektriske felt, hvor reflektivitetsmodulationsdybden kan nå 99,9% og reflektionsfasen kan nå ~180o modulation (figur b) .Mere interessant, for at opnå intelligent terahertz elektrisk kontrol, designede forskerne en enhed med en ny "terahertz - electric-terahertz" feedback loop (figur c).Uanset ændringerne i startbetingelserne og det eksterne miljø, kan smartenheden automatisk nå den indstillede (forventede) terahertz-modulationsværdi på cirka 30 sekunder.

(a) Skematisk diagram af enelektrooptisk modulatorbaseret på VO2

(b) ændringer af transmittans, reflektivitet, absorptionsevne og reflektionsfase med påtrykt strøm

(c) skematisk diagram af intelligent styring

Udviklingen af ​​en aktiv og intelligent terahertzelektro-optisk modulatorbaseret på tilhørende elektroniske materialer giver en ny idé til realisering af terahertz intelligent kontrol.Dette arbejde blev støttet af National Key Research and Development Program, National Natural Science Foundation og High Magnetic Field Laboratory Direction Fund i Anhui-provinsen.