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清华大学电子系李越课题组发现近零介电常数媒质中的法诺共振现象

来源:爱游戏官网入口    发布时间:2024-12-31 16:59:34

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  近来,清华大学电子系李越课题组初次在近零介电常数(Epsilon-near-zero, ENZ)媒质中发现法诺共振现象,提出了一种根据ENZ媒质的色散调控新方法,对微波和光学器材及其片上集成具有极端严重的使用价值。

  法诺共振(Fano resonance)是物理学中的一个电磁振荡现象,描绘了由离散谐振体与接连谐振体之间相互作用而引起的非对称频谱。几十年来,法诺共振在光学、原子物理、凝聚态物理、量子信息等多个范畴得到遍及研讨,并在光电传感、纳米激光和量子核算等前沿使用中展现出巨大潜力。

  近零介电常数(ENZ)媒质是一类具有特别电磁特性的资料,其介电常数挨近于零。相关研讨标明,ENZ媒质在微型化和形状可调的器材中具有共同的优势,为完成小标准、形状可调的法诺共振供给了新的渠道。该研讨中,团队发现,ENZ媒质自身就具有一种共同的弱耦合机制,与法诺共振中的接连谐振体高度符合。经过在ENZ媒质中集成介质谐振结构,研讨人员成功地在ENZ接连谐振体引进离散谐振体,然后观测到ENZ媒质中的法诺共振现象。

  与传统法诺共振器材比较,ENZ媒质中的法诺共振具有两个显著特点。首要,研讨团队发现法诺共振的频谱是ENZ媒质磁导率的函数,经过调理ENZ媒质的磁导率可准确操控法诺共振的各种频谱;其次,ENZ媒质能够在极小标准和恣意形状情况下引发法诺共振,突破了传统法诺共振对器材最小标准的约束,使得法诺共振器材的集成化和小型化成为可能。以上现象均得到了试验验证。根据调查成果,研讨团队进一步展现了ENZ媒质法诺共振在电磁器材色散操控方面的使用潜力,如电磁诱导通明特性的光学滤波器等。凭借ENZ媒质的法诺共振效应,研讨人员能够经过简略的结构调理完成法诺共振的色散操控,这一技能尤其在激光器、全光开关、光子传感器以及未来的光子芯片中具有极端严重的使用价值。

  清华大学电子系2021级博士生闫雯荻为论文榜首作者,副教授李越为论文通讯作者。其他作者还包含清华大学电子系2018级博士生李昊(已结业)、2019级博士生秦绪(已结业)、2021级博士生付鹏宇、2023级博士生李佩航和2024级博士生李铠峰。研讨得到清华大学电子工程系自主科研项目、国家自然科学基金、国家重点研制方案等的支撑。

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