唐斌教授課題組在多功能太赫茲光子器件研究領域取得新進展

   發布時間: 2021-11-01    訪問次數: 709

論文題目

基于二氧化釩超材料的可切換多功能太赫茲光子器件

Switchable multi-functional VO2-integrated metamaterial devices in the terahertz region

論文簡介

二氧化釩作為一種優質的光電功能材料一直備受人們的關注。二氧化釩材料的一個重要物理性質是具有可逆半導體-金屬相變特性,這種奇特的現象可由溫度、脈沖激光、電場等外界條件激勵產生,并伴隨電阻率、磁化率、光學反射率等多個物理量的顯著突變。太赫茲(THz)波是頻率介于微波與紅外波段之間的電磁輻射,頻率范圍在 0.1 THz~10 THz 之間,處于電子學到光子學的過渡區域。太赫茲超材料因具有亞波長單元尺度以及對電磁波幅度、相位和極化特性的靈活操控等優點,因此在無線通信、傳感以及生物醫學成像等方面均具有很好的應用前景。

在本文中,作者創新性地提出將二氧化釩和超材料相結合,設計并實現了一種可切換的多功能太赫茲光子器件(如圖1)。當二氧化釩處于高溫(金屬相)時,所提出的超材料結構表現為對線偏振光的選擇性完美吸收特性。當二氧化釩處于低溫(半導體相)時,該器件結構在1.5 THz ~ 2.5 THz工作頻率范圍內,可實現90%以上的高效寬帶非對稱傳輸。更有趣的是,伴隨著太赫茲波的非對稱傳輸特性,還可同時實現電磁波偏振態的完美偏振轉換效應。上述現象的物理機制可以利用Fabry-Pérot-like模型和電場分布得到很好的解釋。該工作為開發多功能太赫茲光子器件提供了一個新的途徑。

 

1基于二氧化釩超材料的可切換多功能太赫茲光子器件示意圖

作者或作者團隊簡介 

本文作者分別是任毅和唐斌,其中研究生任毅為第一作者,導師唐斌教授為論文通訊作者。據悉,近年來唐斌課題組主要從事光電子學與光物理的研究和教學工作。先后主持和參與完成包括國家自然科學基金和江蘇省自然科學基金項目等十余項;在國內外權威期刊Optics ExpressJournal of Lightwave TechnologyIEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.IEEE Photonics Technology LettersApplied Physics Express等雜志上發表SCI論文50余篇,論文他引累計1000余次(Google Scholar統計),h指數18

網上鏈接/發表證明

該文章的鏈接是:https://ieeexplore.ieee.org/document/9466384

 

 

    與此工作相關,該文作者的相關研究成果近期還分別發表在Optics Express, 29(5):7666-7679, 2021. https://doi.org/10.1364/OE.418273Journal of the Optical Society of America B, 37(11), 3379-3385, 2020. https://doi.org/10.1364/JOSAB.401783

此研究工作受江蘇省自然科學基金項目(BK20201446)和區域光纖通信網與新型光通信國家重點實驗室開放課題的資助(2018GZKF03008)

期刊簡介

Journal of Lightwave Technology由美國光學學會(OSA)和電氣與電子工程師學會(IEEE)聯合出版,是工程技術和光電子學領域的一個重要期刊雜志,當前影響因子為4.142,最新中科院分區(升級版)為一區TOP期刊雜志。


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