Afstembart VO₂-hulrum muliggør multispektral manipulation fra synlige til mikrobølgefrekvenser

Optiske materialer, der er i stand til dynamisk at manipulere elektromagnetiske bølger, er et fremvoksende felt i hukommelser, optiske modulatorer og termisk styring. For nylig har deres multispektrale design foreløbigt tiltrukket sig stor opmærksomhed med det formål at forbedre deres effektivitet og integration af funktionaliteter. Imidlertid er den multispektrale manipulation baseret på disse materialer udfordrende på grund af deres allestedsnærværende bølgelængdeafhængighed, der begrænser deres kapacitet til smalle bølgelængder.

I et nyt papir offentliggjort i Light:Science &Applications , et team af videnskabsmænd, ledet af professor Yao Li fra Center for Composite Materials and Structure, Harbin Institute of Technology, 150001, Harbin, Kina, professor Cheng-Wei Qiu fra National University of Singapore, Department of Electrical &Computer Engineering, Singapore, og kolleger kaskaderer flere afstembare optiske kaviteter med selektivt-transparente lag, hvilket muliggør en universel tilgang til at overvinde bølgelængdeafhængighed og etablere en multispektral platform med højt integrerede funktioner.

De demonstrerer den multispektrale (spænder fra 400 nm til 3 cm), hurtig responshastighed (0,9 s) og reversibel manipulation baseret på et typisk faseændringsmateriale, vanadiumdioxid (VO₂ ).

Platformen involverer tandem VO₂ -baserede Fabry-Pérot (F-P) hulrum, der muliggør tilpasning af optiske responser på målbånd uafhængigt. Den kan opnå bredbåndsfarveskiftende kapacitet i det synlige område (et skift på ~60 nm i resonansbølgelængde) og er i stand til frit at skifte mellem tre typiske optiske modeller (transmittans, reflektans og absorption) i det infrarøde til mikrobølgeområder med drastiske amplitudeafstemning, der overstiger 0,7.

Derudover den ultrahurtige faseovergang af VO₂ muliggør hurtigere responstid på 0,9 s sammenlignet med elektrokrome materialebaserede systemer.

Flere oplysninger: Hang Wei et al., Tunable VO2-hulrum muliggør multispektral manipulation fra synlige til mikrobølgefrekvenser, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01400-w

Journaloplysninger: Lys:Videnskab og applikationer

Leveret af TranSpread