基于多层石墨烯超材料的 tunable 多态太赫兹开关
光学
2023-05-09 v1
摘要
我们提出了基于等离子体效应的由多层石墨烯超材料构成的窄带可调谐太赫兹开关。尽管先前已有若干基于超材料的太赫兹光开关的报道，这些开关存在制备工艺复杂、可调性有限以及调制深度低的问题。我们设计并仿真了巧妙的四态与八态太赫兹光开关结构，利用时域有限差分仿真技术可应用于多模通信或成像。这些结构的等离子体亮模与透明区域通过在不同层施加电压改变图案化石墨烯层的化学势来调节。该结构表现出高频调制深度与调制度、低插入损耗、高光谱对比度、窄带宽以及高偏振敏感性。此外，我们提出的简单制备工艺将使这些结构比先前报道的太赫兹开关更具可行性。计算得到的调制深度分别为98.81%和98.71%，四态与八态太赫兹开关的最大频率调制度分别约为61%和29.1%。亮模间透明区域的最大透射率与光谱对比度分别计算为95.9%和约96%。最大插入损耗非常低，四态与八态太赫兹开关分别为0.22 dB和0.33 dB。我们的发现将有助于开发用于数字开关、太赫兹波段传感的超薄石墨烯基多态光子器件。
引用
@article{arxiv.2209.14174,
title = {Tunable Multistate Terahertz Switch Based on Multilayered Graphene Metamaterial},
author = {Dip Sarker and Partha Pratim Nakti and Md Ishfak Tahmid and Md Asaduz Zaman Mamun and Ahmed Zubair},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14174},
year = {2023}
}
备注
17 Pages, 8 Figures