基于偏振不敏感超材料的全光可调谐太赫兹慢光效应研究
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作者:
作者单位:

(西安石油大学 理学院, 陕西 西安 710065)

作者简介:

马成举 (1977-),男,博士,副教授,硕士生导师,主要从事慢光缓存技术、微纳光子学、光纤传感技术方面的研究 .

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

西安石油大学创新与实践能力培养项目(YCS20213210)资助项目


Study on all-optical tunable terahertz slow-light effects based on polarization-insensitive metamaterials
Author:
Affiliation:

(School of Science, Xi′an Shiyou University, Xi′an, Shaanxi, 710065, China)

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    摘要:

    太赫兹(terahertz,THz) 慢光效应可以有效地提升THz脉冲数据传输的安全性和存储性,而一般THz慢光器件对入射THz波偏振态变化敏感。本文设计了一种超材料结构,其微结构单元由一个十字型谐振器和4个U型谐振器构成。研究表明:基于超材料的THz慢光效应对线偏振光和圆偏振光均不敏感。通过对超材料结构的参数优化,获得到了最大群折射率为1 618的慢光效应。另外,本文在超材料微结构层和SiO2衬底之间嵌入了一层二硫化钼(MoS2)薄膜,当MoS2的载流子浓度从1.7×1017 cm-3增大到5.1×1019 cm-3时,群折射率从1 566减小到26。实现了偏振不敏感全光可调谐的THz慢光效应。该研究有望为偏振不敏感和全光可调谐的THz慢光器件设计提供崭新的研究思路。

    Abstract:

    The terahertz (THz) slow-light effect can effectively improve the security and memory property of THz pulse data during transmission. However,the general THz slow-light devices are sensitive to the polarization state changing of the incident THz wave.In this paper,we design a metamaterial structure whose unit cell consists of one cross resonator and four U-shaped resonators.The results show that the THz slow-light effects based on metamaterials are not sensitive to both linear and circularly polarized light. A slow-light effect with the maximum group refractive index of 1 618 is obtained by optimizing parameters of the metamaterial structure.A molybdenum disulfide film between the metamaterial microstructure layer and the SiO2 substrate is embedded.When the carrier concentration of molybdenum disulfide increases from 1.7×1017 cm-3 to 5.1×1019 cm-3,the group refractive index decreases from 1 566 to 26,and a polarization insensitive all-light tunable THz slow-light effect is realized.This study can provides some new ideas for the design of polarization insensitive and all-light tunable THz slow-light devices.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

金嘉升,马成举,张垚,张跃斌,鲍士仟,李咪.基于偏振不敏感超材料的全光可调谐太赫兹慢光效应研究[J].光电子激光,2023,34(12):1263~1270

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  • 收稿日期:2022-07-13
  • 最后修改日期:2022-11-18
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  • 在线发布日期: 2024-01-03
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