En ny flydende krystal-baseret afstembar dielektrisk metaoverflade

Dielektriske metaoverflader repræsenterer en af ​​de banebrydende forsknings- og anvendelsesretninger inden for optik. De har ikke kun fordelen ved lavt tab, men muliggør også realisering af enhedstykkelser på subbølgelængdeskalaer. Desuden kan de frit modulere lys i flere dimensioner, såsom amplitude, fase og polarisering.

Denne evne, som traditionel optik mangler, har stor betydning for integrationen, miniaturiseringen og skaleringen af ​​fremtidige optiske systemer. Følgelig har dielektriske metaoverflader tiltrukket sig stigende industriel opmærksomhed. I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Advanced Devices &Instrumentation , udviklede professor Daping Chus team ved University of Cambridge en ny flydende krystal-baseret afstembar dielektrisk metasurface.

Ved at udnytte den dielektriske metaoverflades iboende justeringseffekt på flydende krystaller oven i dens elektrisk kontrollerbare egenskaber, elimineres behovet for flydende krystaljusteringslagsmaterialer og relaterede processer, hvilket sparer enhedens fremstillingstid og omkostninger. Dette har praktiske konsekvenser for enheder såsom flydende krystal på silicium (LCoS).

Forskerholdet undersøgte kvantitativt styrken af ​​​​justeringseffekten af ​​selve metasfladen på flydende krystaller ved at måle enhedens transmittans i forskellige vinkler. De opnåede et kontrastforhold på 25,6 mellem lysstyrke og mørke.

Samtidig opnåede forskerholdet også en modulationsdybde på 94 % i det nær-infrarøde kommunikationsbølgelængdebånd under eksperimenter.

Denne undersøgelse foreslår en ny flydende krystal-baseret elektrisk styret metasurface. Ved at udnytte den iboende justeringseffekt af metaoverfladen på flydende krystaller, elimineres justeringsprocessen, der findes i traditionelle flydende krystalenheder, og derved tilbyde betydelig økonomisk værdi til traditionelle flydende krystalenheder.

På grund af metaoverfladens subbølgelængdenatur kan enheden desuden teoretisk gøres ekstremt tynd, hvilket effektivt forbedrer reaktionshastigheden og opløsningen af ​​den flydende krystalanordning. Flydende krystalenheder integreret med metasurfaces har afgørende forskningsværdi for traditionelle flydende krystalenheder såsom LCoS.

Flere oplysninger: Xin Chang et al., Dielektriske meta-atomer med flydende krystaljusteringseffekt for elektrisk indstillelig metasurface, avancerede enheder og instrumentering (2024). DOI:10.34133/adi.0040

Leveret af Advanced Devices &Instrumentation