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基于超表面的可调谐高Q滤光系统

  2024-11-12 13:42:28  

近日,我院李涛研究员团队与云南师范大学邰永航教授、浙江工贸职业技术学院合作在液晶调控准BIC超表面窄带滤波器方面取得进展,相关成果以”Liquid Crystal Enables Extraordinarily Precise Tunability for a High-Q Ultra-Narrowband Filter Based on a Quasi-BIC Metasurface”为题,发表于材料学期刊《Advanced Functional Materials》。

带阻滤波器,又称陷波滤波器,能够大幅衰减特定频率范围的透射率,因此在相关应用中发挥着关键作用,如激光荧光设备和拉曼光谱分析中的泵浦光束抑制。基于体布拉格光栅(VBG)的布拉格陷波滤波器虽然能够提供稳定的超低频振动检测,但成本高、加工难度大,且可调性非常受限。为解决这些局限性,结合超表面与液晶(LC)的可调滤波技术展现出巨大潜力。超表面(metasurface)因其亚波长超薄纳米谐振器的显著光学共振受到广泛关注,通过破坏结构对称性,可以实现准束缚态(quasi-BIC)共振,获得高Q因数和强近场增强。

本工作在准BIC超表面上涂覆液晶层,通过外加电压调整液晶分子的主轴方位角,实现了高Q因数、超窄带宽滤波系统的精确调谐,调谐范围约10 nm,并且最小可分辨波长间隔小于0.3 nm,为开发具有改进调谐性和多功能性的高Q光学器件开辟了新的途径。我院副研究员余彬彬博士和浙江工贸职业学院杨斐、云南师范大学硕士研究生曾孟碟为文章共同一作。研究得到浙江省自然科学基金重点项目(LZ23A040004)、国家自然科学基金青年项目(12304335)和我院科研启动基金(WIUCASQD2020003)的共同资助。

原文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202413098

图 基于液晶的可调谐准BIC超表面工作原理与滤光效果