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太赫兹波前调制超表面器件研究进展 被引量:7
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作者 贺敬文 董涛 张岩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期61-71,共11页
超表面是一种由人工微结构组成的超薄平面器件,能够实现对电磁波振幅、相位以及偏振态的调控,具有体积小、重量轻、集成度高、可灵活操控电磁波等优势,在电磁波谱、波前调制中发挥着巨大的作用。综述了近年来基于超表面的太赫兹波前调... 超表面是一种由人工微结构组成的超薄平面器件,能够实现对电磁波振幅、相位以及偏振态的调控,具有体积小、重量轻、集成度高、可灵活操控电磁波等优势,在电磁波谱、波前调制中发挥着巨大的作用。综述了近年来基于超表面的太赫兹波前调制器件的研究进展。总结了基于Pancharatnam-Berry相位、基于局域表面等离子体共振(LSPR)、基于Mie共振的三种超表面单元结构对电磁波的振幅、相位调控机理,并讨论了实现高效率超表面的方法。之后,介绍了用于设计波前调制超表面器件的纯相位调制方法和复振幅调制方法。综述了在太赫兹波段典型的超表面波前调制器,包括单一功能、复合功能以及可调谐功能的超表面波前调制器件。在早期的研究工作中,设计的超表面可实现波束偏转、波束聚焦、全息成像、以及涡旋光束、自聚焦光束、洛伦兹光束等特殊光束产生等功能。为提高太赫兹器件的利用率,波分复用、偏振复用等功能复用的太赫兹超表面器件被提出。随着对太赫兹波前动态调控需求的增长,一些主动的太赫兹超表面器件被提出并在实验上被验证。共有两种主动的超表面器件。其中一种主动超表面是通过将超表面结构与半导体材料或相变材料结合形成的,另一种是通过光泵浦硅片形成的全光器件。全光超表面在不用重新加工的前提下能够被重复使用。通过调整投影在硅片上的超表面图像即可动态操控太赫兹波前。全光超表面具有动态控制波束扫描和波束聚焦的能力,将来可应用于太赫兹通信、太赫兹雷达等领域。最后,对太赫兹波前调制超表面器件的发展趋势与应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 太赫兹 超表面 波前调制 功能复用超表面 可调谐超表面
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红外和太赫兹电磁吸收超表面研究进展 被引量:4
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作者 邓洪朗 周绍林 岑冠廷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-13,共13页
超表面是一种可实现多功能超常电磁调控的超薄型二维阵列平面。它由超材料结构单元组成,可以灵活有效地操控电磁波的相位、极化方式、传播模式等特性,因而在可控智能表面、新型波导结构、电磁波吸收和小型谐振器件等方面展现了广阔的应... 超表面是一种可实现多功能超常电磁调控的超薄型二维阵列平面。它由超材料结构单元组成,可以灵活有效地操控电磁波的相位、极化方式、传播模式等特性,因而在可控智能表面、新型波导结构、电磁波吸收和小型谐振器件等方面展现了广阔的应用前景。本文介绍了超表面的基本概念和背景,同时总结论述了红外和太赫兹波段下,实现完美吸收表面、宽带吸收以及可调吸收等几种超表面器件的设计与发展思路,最后对其潜在问题以及未来趋势进行讨论。 展开更多
关键词 超表面 完美吸收 宽带吸收 可调谐超表面
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基于可调超表面的激光散斑抑制方法 被引量:3
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作者 程进 周顺 +4 位作者 孙雪平 蒲欣欣 孙其梁 徐英舜 刘卫国 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期178-183,共6页
为抑制激光散斑现象,利用时间平均抑制散斑理论的基本思想,设计了一个具有高透射率、随机相位功能的超表面结构,并结合MEMS技术实现了微纳旋转载台的设计制造,实现了超小型的散斑抑制器件制造.实验结果显示激光散斑对比度可降低至2.63%... 为抑制激光散斑现象,利用时间平均抑制散斑理论的基本思想,设计了一个具有高透射率、随机相位功能的超表面结构,并结合MEMS技术实现了微纳旋转载台的设计制造,实现了超小型的散斑抑制器件制造.实验结果显示激光散斑对比度可降低至2.63%,满足激光投影领域使用需求.该激光散斑抑制器件使用方法简单、能量利用率高、成本低且易于批量制造. 展开更多
关键词 激光显示 散斑抑制 可调超表面 随机相位 微机电
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基于VO_2薄膜的太赫兹可调超表面结构
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作者 唐亚华 沈仕远 +4 位作者 汪璐 张豪 朱韵樵 文岐业 张怀武 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期182-188,共7页
利用二氧化钒薄膜的绝缘-金属相变特性,在硅基片上设计并制备了一种电压控制的超表面调制器件,研究在太赫兹频率范围内超表面器件的透射特性和电控可调谐特性.实验结果表明,当太赫兹波垂直入射可调超表面器件表面时,器件的透射谱线在0. ... 利用二氧化钒薄膜的绝缘-金属相变特性,在硅基片上设计并制备了一种电压控制的超表面调制器件,研究在太赫兹频率范围内超表面器件的透射特性和电控可调谐特性.实验结果表明,当太赫兹波垂直入射可调超表面器件表面时,器件的透射谱线在0. 31 THz处达到最高峰值;而当电压从0 V加至8 V时,器件的透射率明显降低,在0. 41 THz处峰值最低;在0. 2~0. 6 THz整个波段内,调制深度最大可以达到59%;而通过对器件施加电压,可以实现在两种不同谐振状态之间的可控,并产生对太赫兹透射率的调制.该实验结果对太赫兹可调超表面的研究发展具有重要意义. 展开更多
关键词 电磁场与电磁波 太赫兹 可调超表面 幅度调制 相变材料 二氧化钒 硅基片
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局域表面等离子体谐振辅助的高效率宽频带可调谐偏振转换超表面
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作者 张建国 易早 +8 位作者 康永强 任浩 王文艳 周婧璠 郝慧珍 常会东 高英豪 陈亚慧 李艳娜 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期442-454,共13页
结合狄拉克半金属研究了一种基于各向异性构型的可调谐宽频带太赫兹偏振转换超表面,其中的狄拉克半金属线阵列有利于费米能的调控.研究结果表明,该超表面可以实现宽带高效率的偏振转换,在谐振模式处具有半波片特性.这种转换特性源于局... 结合狄拉克半金属研究了一种基于各向异性构型的可调谐宽频带太赫兹偏振转换超表面,其中的狄拉克半金属线阵列有利于费米能的调控.研究结果表明,该超表面可以实现宽带高效率的偏振转换,在谐振模式处具有半波片特性.这种转换特性源于局域表面等离子体激元谐振的激发和结构自身的各向异性.当入射角在0°—40°范围内变化时,能保持高效的宽带偏振转换特性,大于40°后,宽带转换逐渐转变为双带或多带转换.此外,发现AlCuFe的费米能从65 meV增大至140 meV过程中,偏振转换效率能维持在很高水平,并且转换性能由单带转换变为宽带转换再变为带较宽的宽带转换与带较窄的单带转换.同时,通过讨论结合了不同类型狄拉克半金属的超表面,得出了狄拉克半金属的金属性越好,相应超表面的宽带偏振转换性能越优的结论.最后,基于类法布里-珀罗谐振腔的多重干涉理论对数值结果进行了验证. 展开更多
关键词 太赫兹可调谐超表面 狄拉克半金属 宽频带偏振转换 多重干涉理论
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可调谐手征超表面电磁特性研究进展 被引量:2
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作者 王金金 朱邱豪 董建峰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期1-11,共11页
手征超表面是由具有特定电磁响应的平面手征单元结构构成的超薄超材料,由于其具有自由控制电磁波的奇异能力而引起了极大的关注。通过在超表面设计中加入可调谐材料,可以实现其功能受外部激发控制的可调谐或可重构的超器件,为动态调谐... 手征超表面是由具有特定电磁响应的平面手征单元结构构成的超薄超材料,由于其具有自由控制电磁波的奇异能力而引起了极大的关注。通过在超表面设计中加入可调谐材料,可以实现其功能受外部激发控制的可调谐或可重构的超器件,为动态调谐电磁波开辟了新的道路。本文介绍了可调/可重构手征超表面电磁特性的一些理论基础,当线偏振光进入可调谐手征超表面时,会被分解为左旋圆偏振(LCP)波和右旋圆偏振(RCP)波,通过外部环境改变介质的介电常数和磁导率,超表面光器件可以动态地控制各种偏振光特别是圆偏振光的响应特性如折射率、二色性、旋光性、不对称传输等。按照可调谐手征超表面所控制的负折射率、圆二色性和旋光性、不对称传输性质,对其最新的研究进展进行了综述。最后,对可调谐手征超表面这一快速发展领域未来可能的发展方向和存在的挑战提出了自己的看法。 展开更多
关键词 可调谐手征超表面 负折射 圆二色性和旋光性 不对称传输
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