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频率可调谐的双偏振非对称传输器件

哈尔滨工程大学学报 2024年第2期45卷 415-422页

作者：吕婷婷刘东明付天舒史金辉东北石油大学物理与电子工程学院黑龙江大庆163318 哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究太赫兹超构材料的可调谐非对称传输特性,本文基于相变原理提出一种类S型的双层结构,采用有限积分算法求解其偏振传输特性。利用温度调控二氧化钒的相变特性,实现了频率可调谐的双偏振非对称传输效应。在宽角度入射范围内,45°... 详细信息

为了研究太赫兹超构材料的可调谐非对称传输特性,本文基于相变原理提出一种类S型的双层结构,采用有限积分算法求解其偏振传输特性。利用温度调控二氧化钒的相变特性,实现了频率可调谐的双偏振非对称传输效应。在宽角度入射范围内,45°线偏振光的非对称传输特性保持着较高的工作效率,倾斜入射角为60°时,效率优于0.4,且绝缘态和金属态下的谐振频率几乎保持不变,谐振频率的可调谐度为16.3%。本文所提出的频率可调谐双偏振非对称传输器件在偏振调控、太赫兹通信和太赫兹芯片领域具有潜在的应用前景。

关键词：超构材料非对称传输相变原理二氧化钒偏振调控宽角度频率可调谐太赫兹

一种具有非对称传输增强的宽带太赫兹极化转换器的设计

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信息记录材料 2024年第3期25卷 59-61,64页

作者：裴娅男张婷山西工程科技职业大学信息工程学院山西晋中030619

本文提出了一种由两层光栅和Z字型谐振器组成的极化转换超表面。模拟结果表明,由于两个级联的类法布里-珀罗谐振腔的作用,该极化转换超表面实现了宽带的极化转换,同时具有高效的非对称传输特性。在2.25 THz~3.8 THz范围,极化转换率接近1... 详细信息

本文提出了一种由两层光栅和Z字型谐振器组成的极化转换超表面。模拟结果表明,由于两个级联的类法布里-珀罗谐振腔的作用,该极化转换超表面实现了宽带的极化转换,同时具有高效的非对称传输特性。在2.25 THz~3.8 THz范围,极化转换率接近1,非对称传输系数超过了0.75,相对带宽为51.2%。本文设计的超表面在太赫兹调制、传感等领域具有广泛应用前景。

关键词：超表面极化转换非对称传输

基于二维六方氮化硼材料的光子晶体非对称传输异质结构设计

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物理学报 2021年第2期70卷 416-424页

作者：武敏费宏明林瀚赵晓丹杨毅彪陈智辉太原理工大学物理与光电工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024 斯威本科技大学埃米材料转化科学中心维多利亚3122

二维六方氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)材料在产生光学稳定的超亮量子单光子光源领域有着潜在应用,有望用于量子计算和信息处理平台,已成为研究热点.而光学非对称传输设备是集成量子计算芯片中的关键器件之一.本文从理论上提出... 详细信息

二维六方氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)材料在产生光学稳定的超亮量子单光子光源领域有着潜在应用,有望用于量子计算和信息处理平台,已成为研究热点.而光学非对称传输设备是集成量子计算芯片中的关键器件之一.本文从理论上提出了一种基于hBN材料光子晶体异质结构的纳米光子学非对称光传输器件.运用平面波展开法研究了光子晶体的能带结构与等频特性,从理论上分析了hBN异质结构中可见光波非对称传输的可行性.同时,采用时域有限差分方法研究了可见光波段异质结构的晶格常数和半径对透射光谱的影响.研究结果显示,该结构实现了在610—684 nm波长范围内TE偏振光的非对称传输,在652 nm波长处正向透射率达到0.65,反向透射率为0.006,非对称传输透射对比度高达0.98.本文提出的结构模型为基于hBN的新型纳米光子器件设计提供了新的可能性,可用于不同功能光学器件的集成设计.

关键词：非对称传输二维六方氮化硼光子晶体异质结构

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新型手性电磁超材料非对称传输性能设计分析

物理学报 2020年第21期69卷 34-44页

作者：邱克鹏骆越张卫红西北工业大学机电学院西安710072

非对称传输型超材料在极化转换器与光电二极管等领域具有重要的研究意义及应用价值.本文借助于结构设计中的拓扑优化技术,设计出一种具有优异非对称传输特性的新型双层L型变体超材料结构,实现了线性极化波在K波段及Ka波段的非对称传输现... 详细信息

非对称传输型超材料在极化转换器与光电二极管等领域具有重要的研究意义及应用价值.本文借助于结构设计中的拓扑优化技术,设计出一种具有优异非对称传输特性的新型双层L型变体超材料结构,实现了线性极化波在K波段及Ka波段的非对称传输现象;数值仿真分析及实验结果表明,其非对称传输系数在21.65 GHz处达到0.8562,在28.575 GHz处达到0.8175,并通过分析在谐振频点处的表面电流、电场分布,阐明了双层L型变体超材料结构非对称传输性能的物理机理;此外,选取合理的几何参数并改变该结构金属层的旋转角度,进一步实现了对非对称传输现象的调控,并在K波段同时实现了线性极化波和圆极化波的非对称传输现象.本文采用拓扑优化设计方法得到的非对称传输型手性超材料结构具有结构简单、易调控等优点,且具有明确的方向性,在手性超材料结构设计领域拥有广阔的应用前景.

关键词：非对称传输可调性手性超材料拓扑优化

可实现宽频带光波非对称传输的自准直效应光子晶体异质结构

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物理学报 2020年第18期69卷 169-176页

作者：费宏明严帅徐瑜成林瀚武敏杨毅彪陈智辉田媛张娅敏太原理工大学物理与光电工程学院太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024 斯威本科技大学埃米材料转化科学中心墨尔本3122

利用光子晶体的自准直效应和能带特性,设计了一种能实现宽频带光波非对称传输的二维光子晶体异质结构.该结构实现宽频带、高正向透射、非偏振选择的非对称传输.横电(transverse electric,TE)偏振光非对称传输波长带宽可达532 nm,在光通... 详细信息

利用光子晶体的自准直效应和能带特性,设计了一种能实现宽频带光波非对称传输的二维光子晶体异质结构.该结构实现宽频带、高正向透射、非偏振选择的非对称传输.横电(transverse electric,TE)偏振光非对称传输波长带宽可达532 nm,在光通信波长1550 nm处正向透射率和透射对比度分别可达0.693和0.946;横磁(transverse magnetic,TM)偏振光非对称传输波长带宽为128 nm,在光通信波长1550 nm处正向透射率和透射对比度分别可达0.513和0.972;通过进一步优化异质结界面,在TE偏振光下非对称传输波长带宽可达562 nm.

关键词：自准直带隙异质结构非对称传输

实现圆偏振光非对称传输的完全光子禁带光波导异质结构的设计

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光学学报 2021年第9期41卷 144-152页

作者：韩雪婷费宏明林瀚杨毅彪曹斌照张明达田媛智文强太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室山西太原030024 斯威本科技大学埃米材料转化中心澳大利亚维多利亚3122

从理论上提出了一种可以实现圆偏振光波非对称传输的器件设计。该器件是由锗、硅以及空气孔洞构成的具有完全光子禁带的二维光子晶体异质结构。本研究通过在光子晶体中引入线缺陷,构成能够实现高正向透射的光波导结构,同时设计可将光波... 详细信息

从理论上提出了一种可以实现圆偏振光波非对称传输的器件设计。该器件是由锗、硅以及空气孔洞构成的具有完全光子禁带的二维光子晶体异质结构。本研究通过在光子晶体中引入线缺陷,构成能够实现高正向透射的光波导结构,同时设计可将光波发散的微腔结构并结合全反射原理抑制反向入射光,实现圆偏振光非对称传输,最终实现了圆偏振光在光通信波段(1550 nm)附近的高正向透射率(可达0.726)的非对称传输。圆偏振是具有固定相位差(π/2)的任意正交线偏振光的线性叠加,本研究设计的结构同时可以实现任意线偏振光的非对称传输,因此具有广泛的应用前景,其应用领域包括量子通信、信息处理、集成光学。

关键词：集成光学圆偏振光完全光子禁带全反射界面非对称传输

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基于手性超材料的太赫兹波非对称传输的研究

哈尔滨工程大学学报 2015年第12期36卷 1638-1641页

作者：王锋刘星辰王政平史金辉哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学理学院黑龙江哈尔滨150001

为了研究人工电磁超材料的太赫兹波非对称传输特性,设计了一种基于双层连续U形结构的人工电磁超材料,并利用有限元法数值仿真技术研究分析了其非对称传输特性,结果表明在谐振频率为2.9 THz时非对称传输系数可达0.77,由此可知此结构在太... 详细信息

为了研究人工电磁超材料的太赫兹波非对称传输特性,设计了一种基于双层连续U形结构的人工电磁超材料,并利用有限元法数值仿真技术研究分析了其非对称传输特性,结果表明在谐振频率为2.9 THz时非对称传输系数可达0.77,由此可知此结构在太赫兹波段具有较好的非对称传输特性;同时对其结构参数进行了优化,选取出合理的结构参数以获得优异的超材料性能。基于双层连续U形结构人工电磁超材料的太赫兹非对称传输器具有结构简单、成本低、制备容易等优点,对实现太赫兹滤波器、太赫兹开关等超材料功能器件具有重大意义。

关键词：电磁超材料数值仿真非对称传输太赫兹波手性结构参数

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太赫兹宽带非对称传输器件的研究

半导体光电 2019年第4期40卷 472-475页

作者：陈琦潘武王泶尹任信毓重庆邮电大学光电工程学院

提出一款双层双L形太赫兹非对称传输器件,其结构单元由典型的金属-介质-金属结构组成,顶层为轴对称的双L形金属层,底层为中心对称的双L形金属层。在1.174~1.420THz范围内,当x极化波正向垂直入射时,该器件的非对称传输参数大于0.6,其中在... 详细信息

提出一款双层双L形太赫兹非对称传输器件,其结构单元由典型的金属-介质-金属结构组成,顶层为轴对称的双L形金属层,底层为中心对称的双L形金属层。在1.174~1.420THz范围内,当x极化波正向垂直入射时,该器件的非对称传输参数大于0.6,其中在1.207~1.377THz范围内非对称传输参数大于0.8,在1.334THz时非对称传输参数达到峰值0.859。最后,讨论了材料的选择和入射角度对器件非对称传输性能的影响。该非对称传输器件具有频带宽、非对称传输明显等特点,可用于太赫兹二极管、太赫兹开关等功能器件。

关键词：太赫兹非对称传输超材料线极化波

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一种实现中红外非对称传输的手征超表面设计

红外技术 2021年第3期43卷 272-278页

作者：肖桐田昌会王军孟真范琦高志强谢晓伟田晓霞空军工程大学基础部陕西西安710051

为了研究手征超表面在中红外波段的非对称传输特性,设计了一种基于L型结构的手征超表面单元。利用CST电磁软件进行仿真分析,结果表明在68.92~88.68 THz范围内非对称传输参数大于0.8,在73.25 THz处非对称传输参数达到极值为0.88,由此可... 详细信息

为了研究手征超表面在中红外波段的非对称传输特性,设计了一种基于L型结构的手征超表面单元。利用CST电磁软件进行仿真分析,结果表明在68.92~88.68 THz范围内非对称传输参数大于0.8,在73.25 THz处非对称传输参数达到极值为0.88,由此可知该结构在中红外波段具有良好的非对称传输特性;通过分析表面电流分布和透射场相位分布,阐明了该手征超表面的极化选择性反射和交叉极化透射机理;对单元结构手征强弱和非对称传输特性的关系进行了讨论,并研究了介质层、金属层的厚度以及电磁波入射角度对非对称传输特性的影响。

关键词：非对称传输手征超表面线偏振中红外