L'année dernière, l'équipe de Sheng Zhigao, chercheur au Centre de champ magnétique élevé de l'Institut des sciences physiques de Hefei, Académie chinoise des sciences, a développé un modulateur électro-optique térahertz actif et intelligent s'appuyant sur le champ magnétique élevé expérimental en régime permanent. appareil.La recherche est publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces.
Bien que la technologie térahertz présente des caractéristiques spectrales supérieures et de larges perspectives d'application, ses applications techniques sont encore sérieusement limitées par le développement de matériaux térahertz et de composants térahertz.Parmi eux, le contrôle actif et intelligent des ondes térahertz par champ externe constitue une direction de recherche importante dans ce domaine.
Visant la direction de recherche de pointe sur les composants centraux térahertz, l'équipe de recherche a inventé un modulateur de contrainte térahertz basé sur le matériau bidimensionnel graphène [Adv.Matière optique.6, 1700877 (2018)], un modulateur photocontrôlé à large bande Terahertz basé sur l'oxyde fortement associé [ACS Appl.Maître.Inter.12, Après 48811 (2020)] et une nouvelle source térahertz à commande magnétique monofréquence basée sur des phonons [Advanced Science 9, 2103229 (2021)], le film de dioxyde de vanadium d'oxyde électronique associé est sélectionné comme couche fonctionnelle, structure multicouche la conception et la méthode de contrôle électronique sont adoptées.Une modulation active multifonctionnelle de la transmission, de la réflexion et de l'absorption térahertz est obtenue (Figure a).Les résultats montrent qu'en plus de la transmission et de l'absorptivité, la réflectivité et la phase de réflexion peuvent également être activement régulées par le champ électrique, dans lequel la profondeur de modulation de la réflectivité peut atteindre 99,9 % et la phase de réflexion peut atteindre une modulation d'environ 180° (Figure b). .Plus intéressant encore, pour obtenir un contrôle électrique térahertz intelligent, les chercheurs ont conçu un dispositif doté d’une nouvelle boucle de rétroaction « térahertz – électrique térahertz » (Figure c).Quels que soient les changements dans les conditions de démarrage et l'environnement externe, l'appareil intelligent peut atteindre automatiquement la valeur de modulation térahertz définie (attendue) en 30 secondes environ.
(a) Diagramme schématique d'unmodulateur électro-optiquebasé sur VO2
(b) changements de transmission, de réflectivité, d'absorptivité et de phase de réflexion avec courant imposé
(c) diagramme schématique du contrôle intelligent
Le développement d’un térahertz actif et intelligentmodulateur électro-optiquebasé sur des matériaux électroniques associés fournit une nouvelle idée pour la réalisation d'un contrôle intelligent térahertz.Ce travail a été soutenu par le Programme national clé de recherche et de développement, la Fondation nationale des sciences naturelles et le Fonds de direction du laboratoire de champs magnétiques élevés de la province d'Anhui.
Heure de publication : 08 août 2023