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物理学
基于相变超构表面的全息相位开关
理论上,基于广义斯涅尔定律的相位型超表面可在深亚波长厚度的超薄界面内实现任意波前(相位)调控。具体地,各向异性超构单元阵列可在交叉偏振份量中产生覆盖0到2π的相位调控。但大多超表面器件因无源特性,缺乏灵活的动态调控机制,因此实现紧凑、高集成度的有源器件成为光子与集成光电子领域的热切需求。本文将相变介质的有源调控属性与基于广义斯涅尔定律的相位型超表面相结合,实现了可重构的近红外全息超构器件。当集成的锗锑碲化合物(简称“GST”)相变介质处于非晶态时,各向异性的超构单元可实现宽带范围内(1.55~2.8 μm)交叉极化转化率为~80%的几何相位调控,进而实现了近场全息相位生成以及远场全息成像,即器件处于“开”态。当GST相变为晶态时,超构单元交叉极化效率被极小化,全息相位以及远场全息图像被关闭,器件处于“关”态。因此,本文提出的相位型开关器件将在空间光调制、波前工程、全息成像等有源光子及光电集成应用中展现出极大潜力。
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