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用于自由空间的高速、高效、紧凑型电光调制器,中国建材网,cnprofit.com
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用于自由空间的高速、高效、紧凑型电光调制器
2022年06月13日    阅读量:3733    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

电光调制器控制光对电信号的响应,对从传感到计量和电信的一切都至关重要。今天,对这些调制器的大多数研究都集中在芯片或光纤系统中的应用上。但是,对于线外和芯片外的光学应用,比如车辆中的距离传感,该怎么办呢?

当前在自由空间调节光线的技术体积大、速度慢、静态或效率低。现在,哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员与华盛顿大学化学系的研究人员合作,开发了一种适用于自由空间应用的紧凑型可调谐电光调制器,可以以千兆赫兹的速度调制光。

费德里科·卡帕索(Federico Capasso)、罗伯特·L·华莱士(Robert L.Wallace)应用物理学教授和文顿·海耶斯(Vinton Hayes)电气工程高级研究员、该论文的资深作者表示:“我们的工作是朝着一类自由空间电光调制器迈出的第一步,这种调制器可以在电信波长的自由空间光束以千兆赫兹的速度提供紧凑而高效的强度调制。”。

这项研究发表在《自然通讯》上。

平坦紧凑的超表面是自由空间中控制光线的理想平台,但大多数是静态的,这意味着它们无法打开和关闭鈥攁 调制器的关键功能。一些活动的超表面可以有效地调制光,但只能在低速下进行,只有几兆赫。

对于传感或自由空间通信等应用,需要以千兆赫为尺度的短而快速的光突发。

卡帕索和他的团队开发的高速调制器将超表面谐振器与高性能有机电光材料和高频电子设计结合在一起,以有效调制自由空间中的光强度。

调制器由沉积在亚波长谐振器与微波电子学集成的超表面上的有机电光材料薄层组成。当微波场应用于电光材料时,其折射率会发生变化,从而在短短的纳秒内改变超表面传输的光的强度。

卡帕索实验室副研究员、论文第一作者伊莱安娜·克里斯蒂娜·贝内亚·切尔姆斯(IleanaCristinaBeneaChelmus)说:“通过这种设计,我们现在可以将光的调制速度提高100到1000倍。”。“这一速度的提高为计算或通信带来了新的可能性,超表面的可调性为定制的超紧凑型光子打开了广阔的应用空间,这些光子将来可能会沉积在任何纳米级自由空间光学产品上。”

接下来,研究人员的目标是看看他们是否能够更快地调制光,并通过改变超表面的设计,调制光的其他方面,如相位或偏振。

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