Электрически настраиваемая нелинейная поляритонная метаповерхность для THG. Источник: Light: Science & Applications (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01517-y
Недавнее исследование представило преобразующую технологию нелинейной оптической метаповерхности. Эта новая технология, характеризующаяся структурами, размер которых меньше длины волны света, открывает путь к значительным достижениям в технологиях связи следующего поколения, включая квантовые источники света и медицинские диагностические устройства.
Впервые исследователи создали экспериментальные реализации электрически настраиваемой генерации третьей гармоники (ГТГ) с использованием межподзонной поляритонной метаповерхности в сочетании с несколькими квантовыми ямами (МКЯ). Работа опубликована в Light: Science & Applications и возглавлялся профессором Джонгвоном Ли с кафедры электротехники в UNIST.
В частности, они достигли замечательной 450% глубины модуляции сигнала THG и 86% подавления дифракции THG нулевого порядка с локальной настройкой фазы, превышающей 180 градусов. Кроме того, они продемонстрировали управление лучом THG с использованием фазовых градиентов, предложив новый путь для электрически регулируемых плоских нелинейных оптических элементов с универсальными функциями.
Нелинейная оптика, которая исследует взаимодействие света и материи, может генерировать несколько длин волн из одного источника света, значительно улучшая передачу информации по сравнению с традиционными одноволновыми лазерами. Широко признанным примером нелинейной оптической технологии является зеленая лазерная указка.
Инновационная нелинейная оптическая метаповерхность, созданная командой профессора Ли, позволяет разрабатывать компактные и легкие оптические приборы, с лазерными устройствами, возможно, такими же тонкими, как бумага, и использующими материалы даже тоньше человеческого волоса. В то время как предыдущие методы боролись с электрическим управлением, эта новая метаповерхность может быть легко модулирована, что делает ее переломным моментом в этой области.
Примечательно, что команда представила первую в мире технологию, которая позволяет управлять напряжением генерации второй гармоники (ГВГ) и добилась независимой модуляции интенсивности и фазы ГВГ, что позволяет метаповерхности контролировать не только длину волны, но также интенсивность и фазу света.
«Это достижение позволяет осуществлять беспрецедентный контроль света», — сказал профессор Ли. «Регулируя интенсивность и фазу нелинейной THG с помощью электрических средств, мы открываем новые возможности для приложений в модуляции света для криптографии, динамической голографии, квантовых датчиков следующего поколения и источников света для квантовой связи».
Исследователь Сонджин Пак заявил: «Свойства нашей оптической метаповерхности определяются полупроводниковым слоем и металлической структурой. Мы преодолели предыдущие ограничения, обеспечив возможность регулировки фазы, амплитуды и частоты света».
Дополнительная информация: Сонджин Пак и др., Электрически настраиваемая генерация третьей гармоники с использованием межподзонных поляритонных метаповерхностей, Свет: наука и приложения (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01517-y
Информация о журнале: Light: Science & Applications
Предоставлено Ульсанским национальным институтом науки и технологий
