基于时间耗散性屏障的无磁性 terahertz 非双向传输
光学
2025-08-08 v1 应用物理
摘要
Terahertz (THz) 非双向器件是推进未来基础科学、无线通信、成像和传感技术的关键。目前的 THz 非双向器件主要依赖磁性材料，但其存在大体积、需外部磁场以及低温工作环境的问题，限制了在微型化应用中的兼容性。本文提出一种无需磁性材料即可实现 THz 非双向传输的非传统方法。该方案基于时间耗散性屏障，即由光激励载流子产生的瞬态损耗变化而生成，由于不同偏振态与屏障之间的耦合行为不同，故实现非双向传输。隔离效率与时间屏障宽度、共振模式去相关以及工作频率相关，通过引入暗模式显著提升了隔离效率。我们在实验上通过一个 THz 光活性超材面表明该方法，实现的波流隔离率在带宽大于 0.4 THz 的范围内超过 20 dB。理论预测的峰值隔离率可超过 60 dB，实验结果在 0.7 THz 处实现超过 30 dB。该方法为构建用于各种应用的微型化、集成化、无磁性 THz 非双向传输器件开辟了可能性。
关键词
引用
@article{arxiv.2508.05200,
title = {Magnetic-free terahertz nonreciprocity via temporal dissipative barriers},
author = {Mingyu Tong and Yuze Hu and Siyang Hu and Hongsheng Chen and Tian Jiang and Yihao Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.05200},
year = {2025}
}