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oe1(光电查) - 科学论文

237 条数据
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  • 利用耦合WCIP-反演法获取直接准方形开环频率选择表面构成有效参数

    摘要： 我们在此提出一种方法，通过结合基于波迭代概念过程法（WCIP）与散射参数反演法，来分析准方形开口环频率选择表面（FSS）的特性。利用WCIP计算准方形开口环FSS的散射参数，并通过解析公式直接计算该频率选择表面可观测的有效本构参数（相对介电常数εreff、磁导率μreff和折射率n）。通过MATLAB程序代码实现所提方法，模拟展示了准方形开口环FSS结构的有效本构参数计算结果。

    关键词： WCIP（波导腔迭代法）、散射参数、超材料、提取方法、频率选择表面、平面结构、等效参数

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 混合超材料/石墨烯结构中太赫兹电磁诱导吸收类似效应的调制

    摘要： 我们提出了一种含石墨烯的双层超材料结构，该结构由两个H形谐振器和一个I形谐振器组成。在吸收光谱中观察到了电磁感应吸收（EIA）类现象，这是由两个亮模的近场耦合引起的。此外，通过改变I形谐振器的尺寸或调节石墨烯的费米能级可以调控吸收峰。理论分析表明，该EIA类现象源于采用耦合洛伦兹振子模型的磁共振效应。这种混合EIA类结构可为设计动态窄带滤波和吸波应用的潜在器件提供可能选择。

    关键词： 超材料、电磁诱导吸收、太赫兹、动态调制、石墨烯

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 折纸超表面：机械调控的光吸收与偏转

    摘要： 超材料/超表面由具有亚波长共振单元（即超原子）构成，能实现对光流的前所未有的精确调控。尽管已取得重大进展，但同时对光能量和动量实现动态控制仍是挑战。本研究通过将磁性超原子集成至3D打印折纸光栅中，理论设计并实验实现了一种机械可调谐的超墙结构——该结构既能吸收光能，又可调控光动量。通过机械拉伸或压缩三浦折叠图案，该超墙功能可在吸波器、反射镜与负反射器之间转换。特别值得注意的是，三浦晶格的连续几何形变为补偿梯度超表面的角度色散提供了有效途径。鉴于折纸结构优异的机械特性和强变形能力，该发现为开发具有多样化且连续可调电磁特性的轻质可展开超器件开辟了新途径。

    关键词： 光学跃迁、折纸术、可重构、超材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019年6月23日-27日）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 飞秒激光辅助制备可见光波段全介质纳米膜超表面

    摘要： 超材料能够调控并定制天然材料的光学响应，从而实现前所未有的功能特性。这类人工电磁介质通过在亚波长尺度上构建材料结构来实现。传统超材料通常采用贵金属等离子体金属制成，但这类等离子体超材料在紫外至可见光谱频段会因欧姆损耗产生固有的高能量耗散问题。因此近年来，由高折射率介质构成的全介质谐振超材料因其能缓解此类损耗同时保持相似功能特性而受到广泛研究。制约其广泛应用的因素之一在于：要在合理时间范围内实现大面积纳米级结构，现有的生产技术存在速度慢、成本高的问题。 本研究证明激光直写技术可作为聚焦离子束(FIB)和电子束光刻(EBL)的可行替代方案，用于光学超表面的制备。我们提出的方法能以毫米2/分钟的生产速率，制造具有灵活几何构型和高均匀性的全介质超表面。该技术通过高强度光源辐照去除材料，在形成纳米图案化表面的同时避免污染物产生。实验采用中心波长515纳米（Yb:KGW激光器的二次谐波）的飞秒激光脉冲进行图案化加工，经0.6数值孔径物镜聚焦后光斑尺寸为430纳米。优化后的实验条件使我们能在独立支撑的50纳米厚氮化硅薄膜上直接制备孔阵列，该结构在可见光谱范围内呈现强光学共振。每个穿孔仅需单个飞秒激光脉冲即可完成，实现1×1毫米2区域的图案化加工仅需10分钟。我们的写入技术能制备直径小于200纳米（远低于衍射极限）的微孔，阵列周期范围300-1000纳米，可在可见光波段实现高品质因数（最高达46，对应超表面周期520纳米）的光学共振（品质因数定义为Q=λR/Δλ，其中λR为反射共振波长，Δλ为半高宽）。结构不对称性导致偏振相关的共振特性，这源于线偏振激光束在焦点处产生的非对称强度分布。虽然原理验证目前仅限于介质纳米薄膜，但由于飞秒激光脉冲与材料相互作用具有非线性特性，该技术可轻松扩展至半导体和金属超表面的制备。总之，我们证明了飞秒激光加工技术在开发可扩展光学超表面方面的可行性和多功能性。

    关键词： 超表面、全介质、光学共振、飞秒激光、超材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于太赫兹混合金属-石墨烯超材料实现电磁诱导透明的主动控制及其慢光应用

    摘要： 近期，动态调控的电磁诱导透明（EIT）超材料在慢光效应领域被广泛应用于增强光与物质相互作用及非线性效应，引发了众多研究者的极大兴趣。二维材料的出现使该研究再次成为新的热点。为此，我们提出了一种由双层金属EIT超材料、未图案化的单层石墨烯以及封装离子凝胶层组成的太赫兹混合金属-石墨烯超材料，用于主动调控EIT共振。该结构中，通过改变覆盖在暗模谐振器上的石墨烯费米能级，可实现双层金属EIT超材料透明峰的开关切换。理论分析与表面电流分布表明，这种主动调制源于石墨烯可控电导率导致的暗模阻尼率增强。此外，该混合超材料的群延迟也实现了主动调控，适用于慢光应用。因此，本研究为未来太赫兹无线通信中的紧凑型慢光器件设计提供了新思路。

    关键词： 慢光、石墨烯、电磁感应透明、太赫兹、超材料

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 氧化锌中的等离子体铜纳米结构作为双曲超材料薄膜

    摘要： 铜（Cu）和铝（Al）等等离子体金属被视为光子结构与器件中金（Au）和银（Ag）的低损耗替代材料。然而由于铜易氧化的特性，其纳米结构的制备与应用仍面临挑战。本研究设计并采用一步薄膜生长法成功制备了一种新型超材料结构——嵌入介质氧化锌（ZnO）基体的等离子体铜纳米结构。通过角度依赖与偏振分辨反射率测量发现，这种铜-氧化锌复合薄膜具有优异的外延质量及特殊光学特性：在可见光波段呈现强局域表面等离子体共振效应，并展现出高度各向异性与双曲型光学响应。这种通过氧化物基体包覆金属形成的双曲等离子体超材料，结合了低损耗铜纳米结构与卓越的各向异性光学特性，可应用于多种纳米光子器件，如等离子体太阳能器件与超透镜等。

    关键词： 各向异性光学特性、铜纳米棒、超材料、自组装、低损耗等离子体金属

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年IEEE欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于掺钨二氧化钒超材料的太赫兹通带传输低压调谐

    摘要： 二氧化钒（VO?）在接近室温的340K温度下呈现半导体-金属相变特性，已被用作构建超材料（由具有非自然电磁特性的亚波长晶格阵列人工设计的组合结构）的合适材料，应用于太赫兹（THz）频段的滤波器、调制器和吸收器等器件[1-3]。我们证明当方环超材料（SLM）与钨（W）掺杂VO?薄膜结合时，可在低于2V的低电压下精确控制0.3–0.6THz范围内的振幅。与基于未掺杂VO?薄膜的器件（其振幅响应呈数字式开关特性）不同，采用1.2at.% W掺杂VO?薄膜的器件在垂直于电压偏置线方向的偏振态（即传输线偏振THz电场方向垂直于SLM结构电压偏置线图案的方向）下实现了0.4THz频率0.72的调制深度（MD=（(E2@0V - E2@2V)/E2@0V））。所提出的双方形结构连接超材料可通过各独立方环产生的共振来定义所需通带。此外，采用溶胶-凝胶法制备的W掺杂VO?薄膜作为基底时，可连续调控THz波透射率。这些相变材料耦合的超材料结构可用于太赫兹频段的模拟/数字调制器和带通滤波器应用。

    关键词： 掺钨、低压调谐、超材料、太赫兹、二氧化钒

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2019年第五届知识工程与创新会议(KBEI) - 伊朗德黑兰 (2019.2.28-2019.3.1)] 2019年第五届知识工程与创新会议(KBEI) - 基于对称分裂环的三频段太赫兹超材料吸收器

    摘要： 本文提出了一种三频带太赫兹（THz）吸收器的简易结构。该吸收器仅由三个对称开口环构成，背面设有实心接地层，两者之间通过介质层基板隔开。研究表明，该吸收器具有三个不同的吸收频带，其峰值平均吸收率接近96%。结果表明，所设计吸收器的吸收带宽对入射角度不敏感。此外，为增强吸收峰值，本文引入了一种基于开口环厚度差异的新方法。由于该吸收器结构简单，其制备工艺可十分简便。因此，该太赫兹吸收器适用于传感、检测和成像等应用领域。

    关键词： 分裂环结构、超材料、三频带、太赫兹（THz）、吸收器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 全息与透镜实用超表面的研究进展

    摘要： 超表面因其独特能力——能在多种频率范围内调控光的电磁特性而备受关注。近年来，研究者们利用其制备简便和调制强度高的优势，提出了诸多突破传统光学器件极限的光场调控新方案，并开展了大量研究。本文重点探讨该领域部分前沿方向（主要包括全息术、成像应用、色散调控及复用技术），这些研究大多针对光频波段开展。最后我们将结合超表面的最新应用实例，展望这类器件的未来发展方向。

    关键词： 超表面、平面光学、超材料

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 准近场区超表面耦合光电导发射器的太赫兹选择性发射增强

    摘要： 我们展示了一种由T形谐振器构成的超表面在准近场区激励下，在0.92太赫兹处实现了41倍的太赫兹发射增强。该超表面在远场激励下于1.25太赫兹处具有Q值为4的本征传输极小值。当将此超表面耦合至625微米厚光电导发射器的背面时，其与激励源的距离低于夫琅禾费距离。因此，由于准近场激励作用，在发射光谱中观测到一个约0.47太赫兹的宽幅增强峰和一个0.92太赫兹处的极窄增强峰。理论上，后者的Q值高达307，实验中受限于光谱分辨率。数值模拟表明，T形谐振器阵列作为等离子体天线阵列，导致了上述太赫兹辐射的发射增强效应。

    关键词： 太赫兹、超材料、品质因数、准近场

    更新于2025-09-11 14:15:04