Dolar 9,3088
Euro 10,8387
Altın 529,59
BİST 1.430
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

Basamaklı Metayüzeylerin Katmanlarını Döndürerek THz Dalga Cephelerinin Dinamik Kontrolü

01.08.2021
38
Basamaklı Metayüzeylerin Katmanlarını Döndürerek THz Dalga Cephelerinin Dinamik Kontrolü

Basamaklı meta yüzeylerin katmanlarını döndürerek THz dalga cephelerini dinamik olarak kontrol etmek için bir meta cihaz. Kredi: Şanghay Üniversitesi

THz dalga cephelerinin dinamik kontrolü için kademeli metasurfaces

Terahertz (THz) rejimindeki elektromanyetik (EM) dalgalar, iletişim, güvenlik görüntüleme ve biyo- ve kimyasal algılamada önemli uygulamalara katkıda bulunur. Bu kadar geniş bir uygulanabilirlik, önemli teknolojik ilerleme ile sonuçlanmıştır. Bununla birlikte, doğal malzemeler ve THz dalgaları arasındaki zayıf etkileşimler nedeniyle, geleneksel THz cihazları tipik olarak hacimli ve verimsizdir. Ultra kompakt aktif THz cihazları mevcut olmasına rağmen, dinamik kontrole yönelik mevcut elektronik ve fotonik yaklaşımlar verimlilikten yoksundur.

Son zamanlarda, metayüzeylerdeki hızlı gelişmeler, dinamik dalga cephesi kontrolü için yüksek verimli, ultra kompakt THz cihazlarının yaratılması için yeni olanaklar açmıştır. Alt dalga boyu düzlemsel mikroyapılar (yani meta atomlar) tarafından oluşturulan ultra ince meta malzemeler, meta yüzeyler EM dalga cephelerinin kontrolü için özel optik tepkiler sağlar. Bilim adamları, iletilen veya yansıyan dalgalar için önceden tasarlanmış belirli faz profillerine sahip olan meta yüzeyleri inşa ederek, anormal ışık sapması, polarizasyon manipülasyonu, fotonik spin-Hall ve hologramlar gibi büyüleyici dalga manipülasyon etkileri gösterdiler.

Dinamik Işın Yönlendirme Meta Cihazı

Dinamik ışın yönlendirme meta-cihazının gösterimi: (a) Motorlu bir dönüş aşaması ile hizalanmış iki kat iletici meta yüzeyden oluşan meta-cihazın şemaları. (b) Üretilen metacihazın üstten görünüşü (sol) ve (c) alttan görünüşü (sağ) SEM resimleri. (d) Meta-cihazı karakterize etmek için gösterilen deney düzeneğinin şemaları. (e) Deneysel ve (f) 0.7 THz’de bir LCP ışığıyla aydınlatılan ve farklı zaman anlarında Yol I boyunca gelişen metacihazla simüle edilmiş uzak alan saçılma güç dağılımları. (g) Simüle edilmiş (deneysel) sonuçları gösteren düz çizgi (yıldız sembolleri) ile metacihaz Yol I ve Yol II boyunca hareket ederken k yönü küresi üzerinde iletilen dalga yönlerinin evrimi. Burada mavi bölge, huzme yönlendirme kapsamı için katı açıyı gösterir. Kredi: X. Cai ve diğerleri, doi 10.1117/1.AP.3.3.036003

Ayrıca, aktif elementleri pasif meta-yüzeyler içindeki bireysel meta-atomlarla entegre etmek, EM dalga cephelerini dinamik olarak manipüle edebilen “aktif” metacihazlara izin verir. Derin alt dalga boylarındaki aktif elementler mikrodalga rejiminde (örneğin, PIN diyotları ve varaktörler) kolayca bulunur ve ışın yönlendirme, programlanabilir hologramlar ve dinamik görüntüleme için aktif metacihazlara başarılı bir şekilde katkıda bulunurken, THz’den daha yüksek frekanslarda oluşturulması zordur. . Bu zorluk, elektronik devrelerdeki boyut kısıtlamaları ve önemli omik kayıplardan kaynaklanmaktadır. THz frekansları, THz ışınlarını tek tip bir şekilde kontrol edebilmesine rağmen, tipik olarak THz dalga cephelerini dinamik olarak manipüle edemezler. Bu, sonuçta, bu frekans alanındaki derin dalga boyu ölçeklerinde yerel ayar yeteneklerindeki eksikliklerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, yerel ayarlamaya güvenmeyi atlayan yeni yaklaşımlar geliştirmek bir önceliktir.

Bildirildiği gibi Gelişmiş Fotonik, Şanghay Üniversitesi ve Fudan Üniversitesi’nden araştırmacılar, THz dalga cephelerinin dinamik kontrolünü sağlamak için genel bir çerçeve ve meta cihazlar geliştirdiler. Bir THz meta-yüzeyindeki bireysel meta-atomları lokal olarak kontrol etmek yerine (örneğin, PIN diyotu, varaktör, vb. aracılığıyla), dönen çok katmanlı basamaklı meta-yüzeyler ile bir ışık huzmesinin polarizasyonunu değiştirirler. Basamaklı bir meta cihazda farklı katmanların (her biri belirli bir faz profili sergileyen) farklı hızlarda döndürülmesinin, tüm cihazın etkili Jones matrisi özelliğini dinamik olarak değiştirebileceğini, THz ışınlarının dalga cephesi ve polarizasyon özelliklerinin olağanüstü manipülasyonlarını gerçekleştirebileceğini gösteriyorlar. İki meta cihaz gösterilmiştir: birinci meta cihaz, normal olarak gelen bir THz ışınını geniş bir katı açı aralığında taramak için verimli bir şekilde yönlendirebilirken, ikincisi bir THz ışınının hem dalga cephesini hem de polarizasyonunu dinamik olarak manipüle edebilir.

Bu çalışma, THz dalgalarının düşük maliyetli dinamik kontrolünü elde etmek için çekici bir alternatif yol önermektedir. Araştırmacılar, çalışmanın, biyo- ve kimyasal algılama ve görüntülemenin yanı sıra THz radarındaki gelecekteki uygulamalara ilham vereceğini umuyor.

Referans: Xiaodong Cai, Rong Tang, Haoyang Zhou, Qiushi Li, Shaojie Ma, Dongyi Wang, Tong Liu, Xiaohui Ling, Wei Tan, Qiong He, Shiyi Xiao ve Lei Zhou tarafından “Kademeli metasurfaces ile dinamik olarak kontrol edilen terahertz dalga cepheleri”, 26 Haziran 2021, Gelişmiş Fotonik.
DOI: 10.1117 / 1.AP.3.3.036003

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ETİKETLER: , ,
ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.