高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料

太赫兹(THz)技术因其在高速无线通信、无损成像、光谱检测等领域的应用价值而备受关注,然而能高效调制太赫兹波的材料仍亟需开发。由周期性亚波长结构组成的超材料可精确地调控电磁波的振幅、相位和偏振,为设计超紧凑和高性能太赫兹器件提供了新的机遇。太赫兹超材料可通过改变谐振模态进而调控太赫兹波,但米氏共振等常用模态由于较低的谐振强度导致调控效率有限。Fano谐振具有更强的谐振强度,且对外界介电环境十分敏感,可极大提高太赫兹波的调控效率和灵敏度。基于泵浦光激发高阻硅中非平衡载流子的机制,设计并实验验证了一种高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料。结果表明:通过近红外激光泵浦控制高阻硅的电导率,可以实现Fano谐振强度的有效调控,调制率可达到87%,比同一结构上Mie式电偶极谐振的调制效率提高了70%,实现了对太赫兹波的高效调控。制备方法简单、调制效果明显,可通过改变超材料样品尺寸灵活设计工作频段,为太赫兹波段的高性能调控器件提供了一种可行的设计思路和方法。

激光加工制备仿芦苇叶结构的超疏水表面

仿芦苇叶结构的超疏水表面在抗结冰、自清洁等领域有着重要的应用.但是,目前仍缺乏一种简单制备仿芦苇叶微纳米结构的方法.本文采用激光烧蚀手段制备基于聚二甲基硅氧烷的具有仿芦苇叶结构超疏水表面.激光烧蚀处理具有微光栅结构的聚二甲基硅氧烷,高能量激光作用时可以烧蚀出次级微纳结构,提高表面粗糙度,其浸润性各向异性明显,沿着垂直方向测量的接触角(～155°)比平行方向测量的接触角(～150°)大,达到超疏水,且沿着垂直方向测量的滚动角(～3°)比平行方向测量的接触角(～12°)小.本方法为激光制备仿生结构超疏水表面提供了新思路.