مدولاتور الکترواپتیک تراهرتز هوشمند فعال با موفقیت توسعه یافته است

سال گذشته، تیم شنگ ژیگائو، محققی در مرکز میدان مغناطیسی بالا مؤسسه علوم فیزیکی هفی، آکادمی علوم چین، یک مدولاتور الکترواپتیکی فعال و هوشمند تراهرتز را با تکیه بر آزمایش میدان مغناطیسی بالا با حالت پایدار توسعه داد. دستگاه این تحقیق در ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.

اگرچه فناوری تراهرتز دارای ویژگی های طیفی برتر و چشم انداز کاربرد گسترده ای است، کاربرد مهندسی آن هنوز به طور جدی با توسعه مواد تراهرتز و اجزای تراهرتز محدود شده است. در این میان کنترل فعال و هوشمند موج تراهرتز توسط میدان خارجی یکی از جهت گیری های مهم پژوهشی در این زمینه است.

این تیم تحقیقاتی با هدف جهت گیری تحقیقاتی پیشرفته اجزای هسته تراهرتز، یک تعدیل کننده تنش تراهرتز بر اساس ماده دو بعدی گرافن [Adv. ماده نوری 6, 1700877(2018)]، یک مدولاتور تحت کنترل نور باند پهن تراهرتز بر اساس اکسید به شدت مرتبط [ACS Appl. ماتر اینتر 12، پس از 48811 (2020)] و منبع تراهرتز کنترل شده مغناطیسی تک فرکانس جدید مبتنی بر فونون [علوم پیشرفته 9، 2103229(2021)]، فیلم اکسید الکترون وانادیم وانادیم مرتبط به عنوان لایه عملکردی، ساختار چند لایه انتخاب شده است. طراحی و روش کنترل الکترونیکی اتخاذ شده است. مدولاسیون فعال چند منظوره انتقال، بازتاب و جذب تراهرتز به دست آمده است (شکل a). نتایج نشان می دهد که علاوه بر قابلیت عبور و جذب، فاز بازتابی و بازتابی نیز می تواند به طور فعال توسط میدان الکتریکی تنظیم شود که در آن عمق مدولاسیون بازتاب می تواند به 99.9٪ برسد و فاز بازتاب می تواند به مدولاسیون ~180o برسد (شکل b). . جالب‌تر اینکه، برای دستیابی به کنترل الکتریکی تراهرتز هوشمند، محققان دستگاهی با حلقه بازخورد جدید "تراهرتز - الکتریک تراهرتز" طراحی کردند (شکل ج). صرف نظر از تغییرات در شرایط شروع و محیط خارجی، دستگاه هوشمند می تواند به طور خودکار در حدود 30 ثانیه به مقدار مدولاسیون تراهرتز تنظیم شده (مورد انتظار) برسد.

(الف) نمودار شماتیک یکمدولاتور الکترواپتیکبر اساس VO2

(ب) تغییرات انتقال، بازتاب، جذب و فاز بازتاب با جریان تحت تاثیر

(ج) نمودار شماتیک کنترل هوشمند

توسعه یک تراهرتز فعال و هوشمندمدولاتور الکترواپتیکبر اساس مواد الکترونیکی مرتبط ایده جدیدی برای تحقق کنترل هوشمند تراهرتز ارائه می دهد. این کار توسط برنامه تحقیق و توسعه کلید ملی، بنیاد ملی علوم طبیعی و صندوق جهت آزمایشگاه میدان مغناطیسی بالا استان آنهویی حمایت شد.