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中国光学（中英文） 2023年第3期16卷 701-714页

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

基于二氧化钒(vanadium dioxide,VO_(2))的相变原理,提出了一种“树叶型”复合超构材料,能够实现带宽可调谐的半波片功能。VO_(2)薄膜为绝缘态时,复合超构材料可以看作是空芯“树叶型”金属结构,能够实现双频带的半波片功能。在1.01~1.1... 详细信息

基于二氧化钒(vanadium dioxide,VO_(2))的相变原理,提出了一种“树叶型”复合超构材料,能够实现带宽可调谐的半波片功能。VO_(2)薄膜为绝缘态时,复合超构材料可以看作是空芯“树叶型”金属结构,能够实现双频带的半波片功能。在1.01~1.17 THz和1.47~1.95 THz频带范围内能够将y偏振光转换成x偏振光,偏振转换率大于0.9且平均相对带宽为26%。VO_(2)薄膜为金属态时,实芯“树叶型”金属结构的超构材料在1.13~2.80 THz范围内能够实现反射型的宽频带半波片功能,相对带宽为85%。利用瞬时表面电流分布和电场理论详细地分析了带宽可调谐半波片器件的工作原理。本文所提出的“树叶型”复合超构材料半波片器件在太赫兹成像、传感和偏振探测等领域具有潜在的应用前景。

关键词：超构材料半波片带宽可调谐太赫兹 VO_(2)

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基于级联微环辅助Mach-Zehnder干涉仪的带宽可调谐光滤波器的设计

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光学学报 2023年第11期43卷 119-128页

作者：赖明彬耿敏明谭伊璇冯瑶何万才蒋佳刘嫱张振荣广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004 广西多媒体通信与网络技术重点实验室广西南宁530004 广西高校多媒体通信与信息处理重点实验室广西南宁530004 广西信息科学实验中心广西桂林541004

设计了一种基于绝缘体上硅的具有大带宽调谐范围的紧凑型可重构光学滤波器,该滤波器由两级双微环谐振器辅助对称马赫-曾德尔干涉仪结构级联构成,器件的尺寸为60μm×87μm。通过控制微环谐振器的相位,可以实现对滤波器输出带宽和中心波... 详细信息

设计了一种基于绝缘体上硅的具有大带宽调谐范围的紧凑型可重构光学滤波器,该滤波器由两级双微环谐振器辅助对称马赫-曾德尔干涉仪结构级联构成,器件的尺寸为60μm×87μm。通过控制微环谐振器的相位,可以实现对滤波器输出带宽和中心波长的调谐。采用时域有限差分方法模拟该器件的性能,仿真结果表明,该滤波器的带宽调谐范围为1.5~5 nm,在调节带宽的过程中滤波器的阻带抑制度大于20 dB,通带损耗为0.73 dB~0.88 dB,同时该滤波器的中心波长调谐范围可以覆盖整个自由光谱范围,并保持3 dB带宽和形状因子基本不变。

关键词：集成光学光学滤波器马赫-曾德尔干涉仪带宽可调谐微环谐振器

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基于超材料的太赫兹滤波器研究

基于超材料的太赫兹滤波器研究

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作者：李皓内蒙古大学

学位级别：硕士

近年来,以超材料为基础的太赫兹(THz)技术和设备已逐渐受到人们的重视。太赫兹滤波作为太赫兹通讯技术的一个主要组成部分,已取得许多重大进展,但仍有许多难题需要解决,比如滤波带宽窄,滤波性能不佳,功能单一化等。在这一背景下,本文进... 详细信息

近年来,以超材料为基础的太赫兹(THz)技术和设备已逐渐受到人们的重视。太赫兹滤波作为太赫兹通讯技术的一个主要组成部分,已取得许多重大进展,但仍有许多难题需要解决,比如滤波带宽窄,滤波性能不佳,功能单一化等。在这一背景下,本文进行了一系列与太赫兹滤波器相关的研究工作。基于多层超材料分别设计了两种太赫兹滤波器,首先设计了一个三通带滤波器,该滤波器在0.28 THz、0.58 THz和1.12 THz处有三个高传输率的传输峰。通过多角度分析得出三通带产生来源于多层超材料之间的多重共振,同时引入阻抗匹配理论分析了滤波原理,最终得到的结论与仿真结果完全符合。该滤波器有多波段、低带通纹波、陡峭的边缘、偏振不敏感等优点。其次设计了一种超宽阻带滤波器,仿真结果表明,该滤波器的中心频率为1.08 THz,矩形系数达到0.95,-20 d B带宽可达1.07 THz,带内平均传输率不超过5%,表现出了优异的超宽阻带特性。研究发现各金属层的作用效果由上至下依次递减。由于滤波器内部产生了强烈的电共振,滤波器内部的电子谐振将会消耗掉几乎所有入射波的能量,因此入射波无法穿过滤波器。该滤波器具有高矩形系数、超宽带、平顶特性等优点。基于二氧化钒(VO)设计了两类可调谐滤波器,首先设计了一种带通-带阻转换滤波器,它在中心频率1.03 THz处可以实现带通和带阻的完美翻转,其开关比为88%。建立了滤波器的等效电路模型,并分析了VO在绝缘态和金属态时滤波器对应的等效电路,仿真电路得到的结果与CST Microwave Studio中仿真得到的结果一致。研究发现VO发生相变时会导致各类谐振器重新组合从而实现带通和带阻之间的转换。其次设计了一种宽带可调谐带通滤波器,该滤波器通过嵌入VO圆形贴片可以实现带宽从0.3 THz到0.43 THz的转变,整体带宽最大可拓宽0.13 THz,通带内的平均传输率可达0.7以上,表现出了优异的调谐性能和传输特性。同时在0°至40°的大入射角范围内可以保持通带性能的稳定性。通过等效电路模型验证了滤波器的可行性。研究发现滤波器的传输稳定性来源于多种共振的耦合,带宽的可调谐功能是因为耦合方式的改变。

关键词：超材料太赫兹滤波器三通带超宽带带阻-带通转换带宽可调谐

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