基于石墨烯与二氧化钒双宽带动态可切换吸波器

    公开(公告)号:CN115000721A

    公开(公告)日:2022-09-02

    申请号:CN202210462378.8

    申请日:2022-04-27

    Abstract: 本发明提供的是一种基于二氧化钒“双T”形宽带可调谐完美吸收器。其特征是:该吸波器由多个吸波单元组成,其主要结构包括底层的金板(1),介质层(2),和“双T”形二氧化钒层(3)。通过二氧化钒层和介质层之间的相互作用形成一个0‑10THz波段有良好吸收性能的宽带吸波器,并且可以通过温度改变二氧化钒的电导率,实现吸收效率2%—100%范围调节。本发明具有极化不敏感、结构简单,吸收效果好等优点,吸收效率在90%以上的带宽达到4THz左右,99%以上带宽达到2.7THz,具有十分广阔的应用前景。

    基于石墨烯和VO2的吸收与偏振转换特性的双功能超表面

    公开(公告)号:CN114824819A

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN202210526713.6

    申请日:2022-05-16

    Abstract: 本发明公开了一种基于石墨烯和VO2的双功能超表面,具有吸收与偏振转换的特性。本设计具有五层结构,从上至下依次为:二氧化钒薄膜层(1),介质薄膜(2),石墨烯薄膜(3),介质薄膜(4),反射金属层(5),各层结构紧密贴合。其中,介质薄膜(2)和介质薄膜(4)选取了介电损耗较低的聚酰亚胺。通过改变石墨烯的费米能级,可以实现电磁波吸收的功能。当改变VO2的温度,可以实现偏振转换的功能。使用CST Microwave Studio的频域求解器对双功能器件性能进行数值计算,该双功能器件在1.65和4.29THz处产生两个吸收峰,偏振转换比在4.17THz‑5.12THz频段内达到90%以上。本发明具有结构简单,控制灵活等优势,在太赫兹功能器件多样性的发展道路上,给出了一种新的设计思路。

    一种基于石墨烯的超构波导相位动态调制器

    公开(公告)号:CN114415398A

    公开(公告)日:2022-04-29

    申请号:CN202111606427.2

    申请日:2021-12-26

    Abstract: 本发明提供的是一种基于石墨烯的超构波导相位动态调制器。其特征是:它由Ⅰ硅波导、Ⅱ人工微结构金属单元构成的超表面、Ⅲ双层石墨烯电容组成;双层石墨烯通过绝缘材料六方氮化硼隔开;通过在金属电极上施加电压,双层石墨烯构成电容,保证石墨烯各点电压一致,进而改变石墨烯的费米能级,影响金属结构单元对于光场的作用;信号光源从波导一端入射,在经过相位调制结构——金属结构和石墨烯后,从另一侧的端口出射,实现对输出信号的相位调控。本发明可用于马赫曾德尔干涉仪或者环形谐振器,实现光开关、滤波、选波、分束等多种功能,可广泛应用于微纳光子器件集成领域。

    一种双U型波导结构的高灵敏度传感器

    公开(公告)号:CN113514420B

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202110421898.X

    申请日:2021-04-20

    Abstract: 本发明提供的是一种双U型波导结构的高灵敏度传感器。其特征是:它的主要结构是两条U型硅波导,弯曲部分为半圆环形;波导Ⅰ与波导Ⅱ在波导基底平面(即xy平面)的投影重叠处发生耦合(节点5与节点6),双U型构成环形谐振腔,光场在双U型波导间发生谐振;波导弯曲处的倏逝波与目标材料发生相互作用,影响波导的有效折射率,使谐振波长漂移,从而引起输出端口透射谱的变化。本发明结构紧凑、易于集成、灵敏度高(约为655nm/RIU),同时结构新颖、易于制备、成本较低,具有广泛的研究和应用价值。本发明可用于精确测量溶液和气体的微小浓度变化,可广泛应用于微纳光电集成化器件领域。

    一种闪电型可多项功能切换的太赫兹超表面

    公开(公告)号:CN114243306A

    公开(公告)日:2022-03-25

    申请号:CN202111558123.3

    申请日:2021-12-18

    Abstract: 本发明提供的是一种闪电型可多项功能切换的太赫兹超表面的设计方法,属于多功能太赫兹超材料领域,可以实现太赫兹频段内圆二色性、极化转换、吸波以及非对称性传输的功能。其特征是:本发明所述的多功能超表面单元从下至上依次有一层金膜(1)和二氧化钒(2)组合而成的光栅,一层二氧化硅介质(4),一层图案化石墨烯层(3),一层二氧化硅介质(4),顶层是石墨烯(5)和光敏硅(6)层,各层之间相互贴合。通过时域有限积分方法对单元结构进行计算,实现各项功能之间的来回切换。该超表面具有强圆二色性,高极化转换,高吸收,高非对称性传输的特点。可用于生物医学检测,传感器,光学二极管等方面。

    一种半埋入式狭缝波导的电光调制器

    公开(公告)号:CN116400521A

    公开(公告)日:2023-07-07

    申请号:CN202310304981.8

    申请日:2023-03-27

    Abstract: 本发明提供一种半埋入式狭缝波导的电光调制器,包括半埋入式狭缝波导、氧化铝介质层,石墨烯和衬底,在埋入式狭缝波导上覆盖两层石墨烯,在波导与石墨烯之间及两层石墨烯之间插入氧化铝介质,最后在最上层介质上再加载狭缝波导;通过对石墨烯施加电压来改变石墨烯对光的吸收,以此改变波导输出的光功率,从而实现对光的调制。本发明利用现有成熟的工艺,制作简单,相比其他结构,利用狭缝波导对光的局部拘束来获得更高的消光比,可有效缩短器件长度。本发明提供的利用狭缝波导的电光调制器结构具有小型化,调制速度快的优势,再光通信和光子芯片领域有广泛应用场景。

    基于SWG波导和游标效应的嵌套微环折射率传感器件

    公开(公告)号:CN116337815A

    公开(公告)日:2023-06-27

    申请号:CN202310304972.9

    申请日:2023-03-27

    Abstract: 本发明提供的是一种基于SWG波导和游标效应的嵌套微环折射率传感器件。其特征是:它由SOI基底1,具有亚波长周期性的梯形硅柱构成的微环2,具有亚波长周期的矩形硅柱构成的U型嵌套环波导3,硅环4,待测物包层5组成。亚波长光栅波导增强了光场与分析物的相互作用区域,从而提高传感器件的灵敏度。结构基于传统Add‑Drop型微环谐振器,将Through端口与Add端口连接形成U型波导,经过Through端口的光信号产生相位变化再重新加载到Add端口,与原Drop端口的光信号产生干涉。使该U型嵌套微环的自由光谱范围提高到原自由光谱范围的两倍。因传统传感测量偏移量较小,该结构中参考环的存在利用了游标效应,使波长偏移成倍增加。本发明可用于环境监测和生物传感领域。

    基于石墨烯的线圆二向色性可调的双功能超表面

    公开(公告)号:CN115000715A

    公开(公告)日:2022-09-02

    申请号:CN202210659808.5

    申请日:2022-06-13

    Abstract: 本发明提出的是一种基于石墨烯的线圆二向色性可调的双功能超表面。其特征是:它由底层金属板(1)、聚酰亚胺层(2)以及顶部图案化石墨烯层(3)组合而成,各层之间紧密贴合。本发明将实际应用中必然存在的斜入射考虑进器件的设计中,作为一个新的自由度,分别实现了90%的线二向色性和80%的圆二向色性,增加了功能集成度,降低了电磁波入射要求。该超表面具有结构简单、应用范围广以及便于集成的优点,属于太赫兹超材料领域,可广泛运用于信号处理、光学计算、太赫兹开关等各个相关方向。

    一种双U型波导结构的高灵敏度传感器

    公开(公告)号:CN113514420A

    公开(公告)日:2021-10-19

    申请号:CN202110421898.X

    申请日:2021-04-20

    Abstract: 本发明提供的是一种双U型波导结构的高灵敏度传感器。其特征是:它的主要结构是两条U型硅波导,弯曲部分为半圆环形;波导Ⅰ与波导Ⅱ在波导基底平面(即xy平面)的投影重叠处发生耦合(节点5与节点6),双U型构成环形谐振腔,光场在双U型波导间发生谐振;波导弯曲处的倏逝波与目标材料发生相互作用,影响波导的有效折射率,使谐振波长漂移,从而引起输出端口透射谱的变化。本发明结构紧凑、易于集成、灵敏度高(约为655nm/RIU),同时结构新颖、易于制备、成本较低,具有广泛的研究和应用价值。本发明可用于精确测量溶液和气体的微小浓度变化,可广泛应用于微纳光电集成化器件领域。

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