El año pasado, el equipo de Sheng Zhigao, investigador del Centro de Alto Campo Magnético del Instituto Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China, desarrolló un modulador electroóptico de terahercios activo e inteligente basado en el campo magnético alto en estado estacionario experimental. dispositivo. La investigación se publica en ACS Applied Materials & Interfaces.
Aunque la tecnología de terahercios tiene características espectrales superiores y amplias perspectivas de aplicación, su aplicación en ingeniería todavía está seriamente limitada por el desarrollo de materiales y componentes de terahercios. Entre ellos, el control activo e inteligente de las ondas de terahercios mediante un campo externo es una importante dirección de investigación en este campo.
Con el objetivo de seguir la dirección de investigación de vanguardia de los componentes centrales de terahercios, el equipo de investigación ha inventado un modulador de tensión de terahercios basado en el material bidimensional grafeno [Adv. Materia óptica. 6, 1700877(2018)], un modulador fotocontrolado de banda ancha de terahercios basado en el óxido fuertemente asociado [ACS Appl. Madre. Enterrar. 12, después de 48811 (2020)] y una nueva fuente de terahercios controlada magnéticamente de frecuencia única basada en fonones [Advanced Science 9, 2103229 (2021)], la película de dióxido de vanadio de óxido de electrones asociada se selecciona como capa funcional, estructura multicapa. Se adoptan el diseño y el método de control electrónico. Se logra una modulación activa multifuncional de la transmisión, reflexión y absorción de terahercios (Figura a). Los resultados muestran que, además de la transmitancia y la absortividad, la reflectividad y la fase de reflexión también pueden ser reguladas activamente por el campo eléctrico, en el que la profundidad de modulación de la reflectividad puede alcanzar el 99,9% y la fase de reflexión puede alcanzar una modulación de ~180o (Figura b). . Más interesante aún, para lograr un control eléctrico inteligente de terahercios, los investigadores diseñaron un dispositivo con un novedoso circuito de retroalimentación “terahercios – terahercios eléctricos” (Figura c). Independientemente de los cambios en las condiciones iniciales y el entorno externo, el dispositivo inteligente puede alcanzar automáticamente el valor de modulación de terahercios establecido (esperado) en aproximadamente 30 segundos.
(a) Diagrama esquemático de unmodulador electroópticobasado en VO2
(b) cambios de transmitancia, reflectividad, absortividad y fase de reflexión con corriente impresa
(c) diagrama esquemático del control inteligente
El desarrollo de un terahercio activo e inteligentemodulador electroópticobasado en materiales electrónicos asociados proporciona una nueva idea para la realización del control inteligente de terahercios. Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y el Fondo de Dirección del Laboratorio de Alto Campo Magnético de la provincia de Anhui.
Hora de publicación: 08-ago-2023