Ultrakompakte fasemodulatorer baseret på grafenplasmoner

Modulering af amplituden og lysfasen er en nøgleingrediens for mange applikationer såsom bølgefrontformning, transformationsoptik, fasede arrays, modulatorer og sensorer. At udføre denne opgave med høj effektivitet og lille fodaftryk er en stor udfordring for udviklingen af ​​optoelektroniske enheder.

I en nylig artikel offentliggjort i Natur fotonik , ICFO -forskere Dr. Achim Woessner og Dr. Mark Lundeberg og deres samarbejdspartnere har udviklet en fasemodulator baseret på grafen, der er i stand til at afstemme lysfasen mellem nul og 2π in situ.

For at opnå dette, de udnyttede den unikke bølgelængdeindstilling af grafenplasmoner, lys koblet til elektroner i grafen. I deres eksperiment, de brugte grafen i ultrahøj kvalitet til at bygge en fuldt funktionel fasemodulator med en enheds fodaftryk på kun 350 nm, hvilket er 30 gange mere end bølgelængden af ​​det infrarøde lys, der blev brugt til dette forsøg. Et nærfeltmikroskop blev brugt til at excitere og afbilde plasmonerne, giver mulighed for en hidtil uset indsigt i plasmon egenskaber såsom deres bølgelængde og fase.

Denne nye type fasemodulator gør det muligt at bruge grafenplasmoner til ultrakompakte lysmodulatorer og fasearays med mulighed for at styre, styre og fokusere lys in situ. Dette har potentielle anvendelser for on-chip biosensering og todimensionel transformationsoptik.