宽波段大视角液晶偏振转换器研究进展 被引量：1

1

作者 王启东 穆全全 +4 位作者 刘璐璐 于洋 彭增辉 刘永刚 鲁兴海 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期683-696,共14页

偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转... 偏振转换器能够通过对入射光偏振态的动态调控间接实现几何相位型多功能光学器件光学响应特性的动态可调。基于液晶的偏振转换器具有调控效率高、调控面积大、紧凑化程度高等诸多优势,是目前应用较为广泛的偏振转换器。本文围绕偏振转换效率、工作波段、视场角3个核心参量,系统介绍了液晶偏振转换器最新的研究进展,分别给出了典型液晶偏振转换器和大视角宽波段液晶偏振转换器的详细结构和性能表现,同时介绍了液晶偏振转换器工作波段和视角的拓展方法。该项工作能够为液晶偏振转换器结构设计与应用提供必要的参考,同时为基于几何相位或新型相位调控模式的研究提供一些思路。 展开更多

关键词 液晶 偏振转换器 波段 视角

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基于液晶包层平板光波导的偏振转换器设计 被引量：1

2

作者 蔚云慧 毕泽坤 +4 位作者 刁志辉 彭增辉 刘永刚 王启东 穆全全 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期725-734,共10页

基于液晶的动态可调偏振转换器具有大调制幅度、低功耗的优势,在片上集成系统具有重要的研究意义。然而现有的液晶偏振转换器存在传输损耗大、液晶分子难取向的问题。为此,本文提出了一种基于液晶包层平板光波导的偏振转换器。首先基于... 基于液晶的动态可调偏振转换器具有大调制幅度、低功耗的优势,在片上集成系统具有重要的研究意义。然而现有的液晶偏振转换器存在传输损耗大、液晶分子难取向的问题。为此,本文提出了一种基于液晶包层平板光波导的偏振转换器。首先基于液晶各向异性与4层波导理论,构建了满足液晶包层平板光波导物理特性的偏振转换分析模型,厘清偏振转换发生的内在机理为液晶分子场致转动引起的波导内模式耦合。而后通过精确求解耦合状态下波导模式的传播常数和光场分布,提出一种适合于液晶包层平板光波导的偏振转换分析方法,总结出偏振转换效率及最小转换长度的理论公式,并掌握了模式耦合对偏振转换效率的影响规律。最后综合优化各层波导参数得到了一组可实现高偏振转换效率的器件参数,分析了芯层厚度、取向层厚度和电极长度偏差对转换效率的影响。结果表明,本文设计的液晶包层平板光波导偏振转换器可在0.2 V的驱动电压变化下实现转换效率在0%~99.98%的连续可调。 展开更多

关键词 液晶 光波导 偏振转换器

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飞秒激光直写偏振转换器件和几何相位器件(特邀) 被引量：1

3

作者 王磊 王熠 +3 位作者 王琳 徐帅 樊华 牛立刚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期38-49,共12页

光学器件的微型化和集成化是当前研究的热点,其中利用微纳结构实现局域电磁改性的超构光学更是引人关注。本文从微纳结构的制备出发,总结了利用超衍射精密加工的飞秒激光直写技术,制备偏振转换器件和几何相位器件的工作。介绍了微纳结... 光学器件的微型化和集成化是当前研究的热点,其中利用微纳结构实现局域电磁改性的超构光学更是引人关注。本文从微纳结构的制备出发,总结了利用超衍射精密加工的飞秒激光直写技术,制备偏振转换器件和几何相位器件的工作。介绍了微纳结构改性的物理机制,飞秒激光直写光刻胶、飞秒激光烧蚀金属薄膜、飞秒激光诱导纳米光栅等手段在偏振转换器件和几何相位器件制备方面的进展,展望了飞秒激光微纳加工技术在超构光学器件制备方面的挑战。 展开更多

关键词 飞秒激光 偏振转换 几何相位 纳米光栅 微光学

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基于液晶的偏振转换器数值模拟研究

4

作者 江继军 张大勇 +3 位作者 李剑峰 沈志学 张翠娟 骆永全 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期6-8,共3页

进行了液晶可变相位延迟器相位调制特性的数值计算。利用Jones矩阵法推导了三片式、方位角分别为0°,45°和0°的可变相位延迟器组成的偏振转换器Jones矩阵表示形式。利用该矩阵计算了电控液晶偏振转换器偏振调制,计箅结果... 进行了液晶可变相位延迟器相位调制特性的数值计算。利用Jones矩阵法推导了三片式、方位角分别为0°,45°和0°的可变相位延迟器组成的偏振转换器Jones矩阵表示形式。利用该矩阵计算了电控液晶偏振转换器偏振调制,计箅结果用Poincare图示法表示、结果表明利用该三片式偏振转换器可以实现全范围偏振态调节,且可以实现任意输入偏振态到指定偏振态的变化,并给出了实现上述偏振态转换时偏振转换器各个可变相位延迟器相位延迟参数及电压参数。 展开更多

关键词 JONES矩阵 液晶可变相位延迟器 偏振转换器 偏振态

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基于SPGD算法的非保偏-保偏光自适应偏振转换 被引量：5

5

作者 董苏惠 王小林 +3 位作者 粟荣涛 马鹏飞 周朴 杨丽佳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期56-60,共5页

报道了一种基于随机并行梯度下降（SPGD）算法的高消光比非保偏～保偏光自适应偏振转换系统。该系统利用偏振控制器对非保偏光的偏振分量进行直接控制，通过SPGD算法对输出的偏振消光比进行优化，最终实现了自适应的非保偏一保偏光的偏... 报道了一种基于随机并行梯度下降（SPGD）算法的高消光比非保偏～保偏光自适应偏振转换系统。该系统利用偏振控制器对非保偏光的偏振分量进行直接控制，通过SPGD算法对输出的偏振消光比进行优化，最终实现了自适应的非保偏一保偏光的偏振转换。理论上，结合SPGD算法和偏振控制器的原理，对系统进行分析，建立了非保偏一保偏光自适应偏振转换的数学模型。实验上，利用该系统实现了非保偏到保偏光的转换，获得了14．1dB的线偏振光输出；并利用该系统将任意方向（O～360°）偏振态的线偏振光转换为期望偏振态的高消光比线偏光，其输出线偏光的平均消光比约为12dB。 展开更多

关键词 线偏光 偏振转换 偏振控制器 随机并行梯度下降算法

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双面金属包覆单轴晶体波导的偏振转换研究

6

作者 李志峰 陈俊学 +1 位作者 鲁拥华 明海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期379-384,共6页

利用转移矩阵方法计算了双面金属包覆单轴晶体波导结构中的色散曲线、反射谱。结果表明,双面金属包覆结构使波导可以被自由空间光场激发;单轴晶体的光轴取向能对该结构中的波导模式进行调控,使入射光波中的E_y、E_z分量发生相互转换耦合... 利用转移矩阵方法计算了双面金属包覆单轴晶体波导结构中的色散曲线、反射谱。结果表明,双面金属包覆结构使波导可以被自由空间光场激发;单轴晶体的光轴取向能对该结构中的波导模式进行调控,使入射光波中的E_y、E_z分量发生相互转换耦合,从而在波导层中形成杂化模。通过调节耦合金属层厚度可控制出射光偏振状态,实现TE线偏振入射光向TM线偏振反射光的转换以及线偏振入射光向圆偏振反射光的转换。 展开更多

关键词 纤维与波导光学 偏振转换 转移矩阵

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基于液晶可变相位延迟器的两片式线偏振态转换器研究 被引量：3

7

作者 江继军 张大勇 +2 位作者 李剑峰 刘海涛 罗飞 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期13-17,共5页

利用Jones矩阵法,理论上分析了方位角分别为0°和-45°的2个可变相位延迟器组成的偏振转换器可实现任意偏振态到水平线偏振态的转换,并推导出可变相位延迟器延迟量的表达式。利用自主研制的液晶相位可变延迟器的相位延迟,在1 V... 利用Jones矩阵法,理论上分析了方位角分别为0°和-45°的2个可变相位延迟器组成的偏振转换器可实现任意偏振态到水平线偏振态的转换,并推导出可变相位延迟器延迟量的表达式。利用自主研制的液晶相位可变延迟器的相位延迟,在1 V～2.7 V范围,根据驱动电压连续线性可调的特性,设计了两片液晶可变相位延迟器组成的偏振态转换器,实现了随机偏振态(Stokes参数为(-0.567,0.752,0.36))到水平偏振态(Stokes参数为(1,0,0))的可控调制,实验结果验证了理论分析结果。该偏振态转换器还可以实现其他任意偏振态到水平偏振态的调制。 展开更多

关键词 光纤通信 偏振转换器 液晶可变相位延迟器 偏振态

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用于CF-LCoS投影偏置LED照明光棒的角度分割原理及其偏振复用系统 被引量：1

8

作者 刘鹏 周海洋 +1 位作者 江城 余飞鸿 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期1-13,共13页

研究了LED相对光棒中心位置存在偏置时光棒对LED的角度分割与虚像形成原理,籍此计算了不同偏置以及不同尺寸LED的光棒尺寸,再将计算所得的光棒与前端成像透镜、中间像面偏振复用系统、后端积分透镜及偏振分束器等进行综合优化设计,然后... 研究了LED相对光棒中心位置存在偏置时光棒对LED的角度分割与虚像形成原理,籍此计算了不同偏置以及不同尺寸LED的光棒尺寸,再将计算所得的光棒与前端成像透镜、中间像面偏振复用系统、后端积分透镜及偏振分束器等进行综合优化设计,然后根据所得中间像确定不同情况下的偏振复用系统具体结构,确保LED发散角范围内光能的偏振复用,并实现对滤色片式硅基液晶芯片的均匀照明.最后设计了一款以白光LED为光源的滤色片式硅基液晶芯片微型投影光引擎,在1W LED功耗下实现12.8lm投射亮度(114lm/W),均匀性达93%.对比没有应用偏振光复用的微型投影光引擎,在保证均匀性的前提下,提升了微型投影系统的光效率,丰富了光棒偏振复用的内容. 展开更多

关键词 滤色片式硅基液晶芯片 角度分割 偏振转换系统 光棒 LED 投影系统 成像系统

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相干光通信中的偏振问题 被引量：2

9

作者 龚岩栋 陈士谦 简水生 《光通信技术》 CSCD 1995年第2期121-129,共9页

在相干光通信等方面，要求信号光与本地振荡光偏振方向相匹配，这就要求对偏振进行控制。本文介绍了至今国外出现的有关偏振问题的四类解决方案，重点介绍了其中的偏振控制器原理，最后对各种偏振解决方案作了比较并指出了应用前景。

关键词 保偏光纤 光纤通信 数据偏振转换 偏振控制器

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一种纳米精度偏振干涉仪光学系统的研究 被引量：7

10

作者 郭新军 王霁 +1 位作者 严家骅 周自力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期21-24,共4页

本干涉仪采用偏振测量和偏振接收装置。对干涉仪光路中激光的偏振态转换进行了详细的理论分析,对偏振干涉仪以及双频干涉仪的研制具有借鉴意义。该装置的重复性试验表明干涉仪重复性在30nm之内,说明干涉仪的性能比较可靠。如果对环境条... 本干涉仪采用偏振测量和偏振接收装置。对干涉仪光路中激光的偏振态转换进行了详细的理论分析,对偏振干涉仪以及双频干涉仪的研制具有借鉴意义。该装置的重复性试验表明干涉仪重复性在30nm之内,说明干涉仪的性能比较可靠。如果对环境条件进行严格的控制,会得到更高的测量精度,有望实现纳米精度测量。 展开更多

关键词 纳米测量 偏振干涉仪 光学系统 光学细分 偏振态转换

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基于二氧化钒辅助超材料实现多功能器件研究

11

作者 李沙 曹莹珏 +3 位作者 李向军 章乐 李吉宁 严德贤 《光子学报》 北大核心 2025年第4期233-243,共11页

提出一种基于二氧化钒相变材料的多功能可切换太赫兹超材料器件。利用二氧化钒的相变特性,实现宽带吸收、线-圆偏振转换、线-线交叉偏振转换等功能。当二氧化钒处于金属态时,所设计的结构可以实现宽带吸收。研究结果表明,在2.11~4.89 TH... 提出一种基于二氧化钒相变材料的多功能可切换太赫兹超材料器件。利用二氧化钒的相变特性,实现宽带吸收、线-圆偏振转换、线-线交叉偏振转换等功能。当二氧化钒处于金属态时,所设计的结构可以实现宽带吸收。研究结果表明,在2.11~4.89 THz频段内吸收率超过90%,相对带宽为79.43%。当二氧化钒处于绝缘态时,所设计的结构可以实现偏振转换。在1.02~1.21 THz、1.39~2.34 THz、2.81~3.44 THz、3.60 THz等多个频段或频率点可以实现线-圆偏振转换;在1.21~1.39 THz、2.46~2.81 THz以及3.44~3.57 THz频段实现了线-线偏振转换。所设计的多功能可切换结构在通信、成像等智能领域有潜在的应用前景。 展开更多

关键词 太赫兹 超材料 宽带吸收 圆偏振转换 线偏振转换

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基于硅-铌酸锂复合波导的偏振复用器设计

12

作者 公姿苏 季伟 +5 位作者 尹锐 胡卉 蔡璐彤 张世成 李江月 王军宝 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期415-420,共6页

结合铌酸锂薄膜的研究现状,提出一种硅与铌酸锂复合集成的波导结构,该波导结构能够将硅基的成熟工艺与铌酸锂材料的特性结合,利用铌酸锂的高双折射特性,该波导结构在实现偏振控制器件方面具有一系列独特的优势.基于硅与铌酸锂复合的波... 结合铌酸锂薄膜的研究现状,提出一种硅与铌酸锂复合集成的波导结构,该波导结构能够将硅基的成熟工艺与铌酸锂材料的特性结合,利用铌酸锂的高双折射特性,该波导结构在实现偏振控制器件方面具有一系列独特的优势.基于硅与铌酸锂复合的波导结构,设计了两类无源器件:定向耦合型偏振分离器和定向耦合型偏振分离转换器.分别采用光束传输法(BPM)和时域有限差分法(FDTD)对两类器件进行了仿真与性能分析,仿真计算结果表明,偏振分离器能够实现TE模和TM模的分离,且消光比高于30dB,在保证消光比大于10dB的情况下,其带宽约为70nm,工艺容差达100nm;偏振分离转换器能够实现TM模向TE模的转换,且消光比达20dB.两类器件均具有尺寸小、结构简单、工艺上易于实现等优点. 展开更多

关键词 硅与铌酸锂复合集成波导 定向耦合 偏振分离器 偏振分离转换器

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反射式液晶显示器的导波研究 被引量：1

13

作者 张志东 司立彬 +1 位作者 叶文江 李志广 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2013年第10期30-33,43,共5页

利用改进的全漏光导波技术对硅基液晶(LCOS)显示用的反射式90°MTN液晶盒进行研究。液晶盒的一个基板上的透明电极ITO被铝膜代替,故测得实验数据中只有4组反射信号:Rpp、Rss、Rps、Rsp。从实验结果发现,偏振转换信号Rps和Rsp之间存... 利用改进的全漏光导波技术对硅基液晶(LCOS)显示用的反射式90°MTN液晶盒进行研究。液晶盒的一个基板上的透明电极ITO被铝膜代替,故测得实验数据中只有4组反射信号:Rpp、Rss、Rps、Rsp。从实验结果发现,偏振转换信号Rps和Rsp之间存在差异,说明液晶的指向矢在上下基板具有小的预倾角。使用基于液晶连续体理论和多层介质光学的模拟程序,对得到的实验数据进行拟合,最终得到液晶盒各层(取向层、ITO、铝膜)的相关信息,包括每层的光学介电常数及厚度。 展开更多

关键词 光导波技术 液晶显示 偏振转换信号

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扭曲向列相LCoS显示模式的优化设计分析 被引量：1

14

作者 崔宏青 凌志华 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期440-447,共8页

由偏振分光棱镜、向列相液晶层、金属反射镜组成的LCoS投影微显示器件可以通过向列相液晶层的旋光效应、双折射效应而实现对入射偏振光的强度调制。为了提高光利用率,文章用Muller矩阵推导出了线偏振光经过扭曲向列相液晶层之后转变为... 由偏振分光棱镜、向列相液晶层、金属反射镜组成的LCoS投影微显示器件可以通过向列相液晶层的旋光效应、双折射效应而实现对入射偏振光的强度调制。为了提高光利用率,文章用Muller矩阵推导出了线偏振光经过扭曲向列相液晶层之后转变为偏振态不同的线偏振光或者圆偏振光的条件,设计了偏振转换效率为100%的常黑或常白LCoS显示模式,有效提高了光利用效率。 展开更多

关键词 LCOS 偏振转换效率 Muller矩阵

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超颖表面原理与研究进展 被引量：13

15

作者 李天佑 黄玲玲 王涌天 《中国光学》 EI CAS CSCD 2017年第5期523-540,共18页

超颖表面是一种特殊的二维亚波长阵列结构,具有很强的光场调控能力,兼有超薄、低损耗、易加工等优势,表现出广阔应用前景,近些年吸引了广泛的研究兴趣。本文将综述超颖表面的原理与研究进展,简要分析已报道的超颖表面类型,并重点介绍其... 超颖表面是一种特殊的二维亚波长阵列结构,具有很强的光场调控能力,兼有超薄、低损耗、易加工等优势,表现出广阔应用前景,近些年吸引了广泛的研究兴趣。本文将综述超颖表面的原理与研究进展,简要分析已报道的超颖表面类型,并重点介绍其在广义折反射、偏振转换、光束轨道角动量操控以及计算全息中的应用。超颖表面设计灵活、功能强大,有望在诸多应用中取代传统光电器件。未来基于超颖表面的新型、宽带、高效率、多功能以及主动可调功能器件等将是其重要的发展方向。 展开更多

关键词 超颖表面 偏振转换 光束轨道角动量 计算全息

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绿带翠凤蝶中微纳结构的光学特性及其传感应用 被引量：1

16

作者 王倩 宇磊磊 +3 位作者 刘昌吉 靳延平 董骁翔 徐新龙 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期60-66,共7页

通过变角度光谱系统测量了绿带翠凤蝶闪亮后翅中微纳结构的光谱,并建立了多层膜反射结构模型来解释蝴蝶翅膀的结构色产生机理。通过测量绿带翠凤蝶后翅微结构中的圆二向色性光谱,研究了其光学偏振特性。基于结构色的特点,设计并实现了... 通过变角度光谱系统测量了绿带翠凤蝶闪亮后翅中微纳结构的光谱,并建立了多层膜反射结构模型来解释蝴蝶翅膀的结构色产生机理。通过测量绿带翠凤蝶后翅微结构中的圆二向色性光谱,研究了其光学偏振特性。基于结构色的特点,设计并实现了利用蝴蝶翅膀对溶液折射率的传感实验,结果表明随着折射率的增大,反射光谱谱线发生红移。相关的研究结果为理解自然界中微结构材料的偏振和传感应用提供了基础。 展开更多

关键词 绿带翠凤蝶 结构色 传感 偏振转换 圆二向色性

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新型功能超颖表面波前调制技术的发展与应用(特邀) 被引量：8

17

作者 黄玲玲 魏群烁 王涌天 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期1-16,共16页

超颖表面作为一类智能表面,通常由特殊设计、加工而得到的特征尺寸接近或小于波长的亚波长纳米天线阵列构成。超颖表面能够实现光场的振幅、相位和偏振的人为调控,具有超薄、超小像素、宽带、低损耗、易加工等优势,设计灵活,功能强大。... 超颖表面作为一类智能表面,通常由特殊设计、加工而得到的特征尺寸接近或小于波长的亚波长纳米天线阵列构成。超颖表面能够实现光场的振幅、相位和偏振的人为调控,具有超薄、超小像素、宽带、低损耗、易加工等优势,设计灵活,功能强大。文中针对超颖表面在全息显示、波前调制和偏振转换、主动可调、非线性波前调控等方向进行综述,并展望未来发展趋势。超颖表面作为一种超薄的、微型化的波前调制器件,具有极大的信息容量,且更能适应未来高度集成的微型光电系统的发展要求,在全息显示、光束整形、涡旋光束的产生、数据存储、加密与防伪、超透镜与色散控制、彩色印刷、非对称传输、非线性光学、光的自旋霍尔效应、光通信与集成光电子学等应用领域提供了潜在的可行性和新的视角,有望取代传统光电器件,展现出了广阔的发展前景。 展开更多

关键词 超颖表面 全息显示 波前调控 偏振转换 主动可调 非线性调控

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基于金属开口环阵列的太赫兹各向异性超材料

18

作者 夏良平 崔洪亮 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期152-156,共5页

提出一种由金属开口环阵列结构构成的太赫兹各向异性超材料,通过有限元数值仿真,以及太赫兹透射光谱测试,对该结构在太赫兹波段的各向异性特征进行分析,证明了其因开口环结构的各向异性和产生太赫兹透射调制的各向异性.最后对该各向异... 提出一种由金属开口环阵列结构构成的太赫兹各向异性超材料,通过有限元数值仿真,以及太赫兹透射光谱测试,对该结构在太赫兹波段的各向异性特征进行分析,证明了其因开口环结构的各向异性和产生太赫兹透射调制的各向异性.最后对该各向异性超材料的太赫兹偏振转换特性进行实验测试,获得与常规光学双折射材料规律一致的偏振转换结果.该人工结构材料有望应用于太赫兹玻片及隔离器等. 展开更多

关键词 太赫兹 超材料 金属开口环 各向异性 偏振转换 双折射

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二氧化钒辅助的可切换多功能超材料结构 被引量：1

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作者 严德贤 陈欣怡 +4 位作者 封覃银 陆紫君 张禾 李向军 李吉宁 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期514-522,共9页

本文提出了一种基于二氧化钒(VO_(2))相变特性的开口谐振环结构多功能超材料器件。该器件由VO_(2)填充的开口谐振环和中心放置十字的顶层、聚酰亚胺(PI)介质层和金属基底构成。VO_(2)在绝缘态时,可以实现交叉极化转换功能,在0.48~0.87 ... 本文提出了一种基于二氧化钒(VO_(2))相变特性的开口谐振环结构多功能超材料器件。该器件由VO_(2)填充的开口谐振环和中心放置十字的顶层、聚酰亚胺(PI)介质层和金属基底构成。VO_(2)在绝缘态时,可以实现交叉极化转换功能,在0.48~0.87 THz范围内,偏振转换率大于90%。当VO_(2)为金属态时,该器件能够实现双频吸收和高灵敏度传感功能。在1.64 THz和2.15 THz频率处的吸收率大于88%。通过改变样品材料的折射率,两个频率点处的传感灵敏度分别约为25.6 GHz/RIU和159 GHz/RIU,品质因子Q分别为71.34和23.12。所提出的超材料多功能器件具有结构简单、可切换功能和高效率极化转换等特性,在未来太赫兹通信、成像等领域都有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 太赫兹超材料 多功能器件 吸收 偏振转换 传感

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