唐斌教授课题组在多功能太赫兹光子器件研究领域取得新进展

   发布时间: 2021-11-01    访问次数: 709

论文题目

基于二氧化钒超材料的可切换多功能太赫兹光子器件

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

论文简介

二氧化钒作为一种优质的光电功能材料一直备受人们的关注。二氧化钒材料的一个重要物理性质是具有可逆半导体-金属相变特性,这种奇特的现象可由温度、脉冲激光、电场等外界条件激励产生,并伴随电阻率、磁化率、光学反射率等多个物理量的显著突变。太赫兹(THz)波是频率介于微波与红外波段之间的电磁辐射,频率范围在 0.1 THz~10 THz 之间,处于电子学到光子学的过渡区域。太赫兹超材料因具有亚波长单元尺度以及对电磁波幅度、相位和极化特性的灵活操控等优点,因此在无线通信、传感以及生物医学成像等方面均具有很好的应用前景。

在本文中,作者创新性地提出将二氧化钒和超材料相结合,设计并实现了一种可切换的多功能太赫兹光子器件(如图1)。当二氧化钒处于高温(金属相)时,所提出的超材料结构表现为对线偏振光的选择性完美吸收特性。当二氧化钒处于低温(半导体相)时,该器件结构在1.5 THz ~ 2.5 THz工作频率范围内,可实现90%以上的高效宽带非对称传输。更有趣的是,伴随着太赫兹波的非对称传输特性,还可同时实现电磁波偏振态的完美偏振转换效应。上述现象的物理机制可以利用Fabry-Pérot-like模型和电场分布得到很好的解释。该工作为开发多功能太赫兹光子器件提供了一个新的途径。

 

1基于二氧化钒超材料的可切换多功能太赫兹光子器件示意图

作者或作者团队简介 

本文作者分别是任毅和唐斌,其中研究生任毅为第一作者,导师唐斌教授为论文通讯作者。据悉,近年来唐斌课题组主要从事光电子学与光物理的研究和教学工作。先后主持和参与完成包括国家自然科学基金和江苏省自然科学基金项目等十余项;在国内外权威期刊Optics ExpressJournal of Lightwave TechnologyIEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.IEEE Photonics Technology LettersApplied Physics Express等杂志上发表SCI论文50余篇,论文他引累计1000余次(Google Scholar统计),h指数18

网上链接/发表证明

该文章的链接是:https://ieeexplore.ieee.org/document/9466384

 

 

    与此工作相关,该文作者的相关研究成果近期还分别发表在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

此研究工作受江苏省自然科学基金项目(BK20201446)和区域光纤通信网与新型光通信国家重点实验室开放课题的资助(2018GZKF03008)

期刊简介

Journal of Lightwave Technology由美国光学学会(OSA)和电气与电子工程师学会(IEEE)联合出版,是工程技术和光电子学领域的一个重要期刊杂志,当前影响因子为4.142,最新中科院分区(升级版)为一区TOP期刊杂志。


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