L'anno scorso, il team di Sheng Zhigao, un ricercatore dell'Alto Centro di campo magnetico dell'Istituto di scienze fisiche Hefei, Academy of Sciences cinese, ha sviluppato un modulatore elettro-ottico terahertz attivo e intelligente che faceva affidamento sul dispositivo sperimentale a campo magnetico a stato stazionario. La ricerca è pubblicata su ACS Applied Materials & Interfaces.
Sebbene la tecnologia Terahertz abbia caratteristiche spettrali superiori e ampie prospettive di applicazione, la sua applicazione ingegneristica è ancora seriamente limitata dallo sviluppo di materiali terahertz e componenti terahertz. Tra questi, il controllo attivo e intelligente dell'onda terahertz per campo esterno è un'importante direzione di ricerca in questo campo.
Mirando alla direzione di ricerca all'avanguardia dei componenti principali di Terahertz, il team di ricerca ha inventato un modulatore di stress Terahertz basato sul grafene di materiale bidimensionale [Adv. Mater ottico. 6, 1700877 (2018)], un modulatore fotocontrollato a banda larga terahertz basato sull'ossido fortemente associato [ACS Appl. Mater. Tra. 12, dopo 48811 (2020)] e la nuova fonte terahertz a base di frequenza magnetica a base di fonone [Avanced Science 9, 2103229 (2021)], il film di biossido di vanadio di ossido di elettrone associato è selezionato come lo strato funzionale, il design della struttura a più livelli e il metodo di controllo elettronico sono adottati. Si ottiene la modulazione attiva multifunzionale della trasmissione, della riflessione e dell'assorbimento di terahertz (Figura A). I risultati mostrano che oltre alla trasmittanza e all'assorbimento, la fase di riflettività e riflessione può anche essere attivamente regolata dal campo elettrico, in cui la profondità di modulazione di riflettività può raggiungere il 99,9% e la fase di riflessione può raggiungere una modulazione ~ 180O (Figura B). Ancora più interessante, per ottenere un controllo elettrico di terahertz intelligente, i ricercatori hanno progettato un dispositivo con un nuovo circuito di feedback "Terahertz-Electric-Terahertz" (Figura C). Indipendentemente dalle variazioni delle condizioni di partenza e dell'ambiente esterno, il dispositivo intelligente può raggiungere automaticamente il valore di modulazione Terahertz (previsto) in circa 30 secondi.
(a) Diagramma schematico di unmodulatore elettro otticoBasato su VO2
(b) Cambiamenti di trasmittanza, riflettività, assorbimento e fase di riflessione con corrente impressata
(c) Diagramma schematico di controllo intelligente
Lo sviluppo di un terahertz attivo e intelligentemodulatore elettro-otticoSulla base di materiali elettronici associati fornisce una nuova idea per la realizzazione del controllo intelligente di Terahertz. Questo lavoro è stato supportato dal National Key Research and Development Program, dalla National Natural Science Foundation e dall'alto fondo di direzione del laboratorio di campo magnetico della provincia di Anhui.
Tempo post: agosto-08-2023