Actively tunable terahertz electromagnetically induced transparency analogue based on vanadium-oxide-assisted metamaterials
近年来，相变材料因其可动态调谐的光学特性而受到人们的广泛关注。在这里，我们研究了基于太赫兹（THz）超材料集成钒氧化物（VO 2）的电磁感应透明（EIT）模拟的主动控制。利用VO 2的绝缘体-金属跃迁，可以对EIT峰的幅度进行有效的调制。同时透明窗内的群延迟也可以动态调节，实现慢光效果的主动控制。此外，我们还引入了独立可调的透明峰以及群延迟的双峰EIT具有良好的调谐性能的基础上。最后，基于宽带EIT，实现了EIT峰值品质因数的有源调谐。这项工作引入了更多的自由度，采用VO 2的有源EIT控制，并可以找到潜在的应用在未来的无线和超快太赫兹通信系统的多通道滤波器，开关，间隔，逻辑门和调制器。
2019-05-25 physics.app-ph physics.optics
Electrically tunable strong coupling in a hybrid-2D excitonic metasurface for optical modulation
针对室温下激子快速非辐射衰减和退相移限制有源激子超表面效率的问题，本文结合原始二维异质结构与非局域介电超表面增强激子光-物质相互作用，实现环境条件下强且电可调的激子-光子耦合，制成自由空间光调制器并展示9.9 dB反射率调制，为纳米光子器件提供新机遇。
2025-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Composite Cell from Nematic and Cholesteric Liquid Crystals as an Rotator of Electrically Tunable Polarization Plane
考虑由光学各向异性异质结构制成的液晶光学器件。该器件由一个胆甾相液晶（CLC）层和两个双相液晶（NLC）的相移各向异性层组成。在这种结构中，每个NLC层都是四分之一波片。用Ambartsumian加层法和Muller矩阵法求解了该问题。研究了反射光谱、本征偏振、偏振面旋转和偏振椭圆率的特性。结果表明，该器件既可以作为光调制器，也可以作为偏振面旋转电调谐的线偏振光产生系统（这对光通信来说尤为重要），还可以作为非偏振光产生线偏振光的器件。
2017-03-07 physics.optics
2D Addressable Mid-infrared Metasurface Spatial Light Modulator
针对2D电可寻址超表面受限的问题，提出基于相变材料集成的2D架构，结合代工工艺与硅二极管选择器，实现了首个透射式中红外空间光调制器，为大面积独立可调像素超表面提供兼容路径。
2025-11-05 physics.optics
Ultrafast (10 GHz) mid-IR modulator based on ultra-fast electrical switching of the light-matter coupling
本文提出一种基于光-物质耦合超快电学切换的中红外自由空间振幅调制器，通过偏置电压改变半导体异质结构与光学谐振器阵列的弱强耦合状态实现反射率调制，室温下工作频率达20 GHz。
2024-06-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Broadband Terahertz Modulators based on MEMS-Reconfigurable Mesh Filters
University of Michigan（密歇根大学）
本研究提出一类室温下具备电诱导抗磁切换能力的新型超表面，通过重构亚波长超分子结构调控磁响应，实现了具有创纪录高调制深度与带宽的太赫兹强度调制，为宽带太赫兹调制器研发提供了新方案。
2013-04-24 physics.optics
Active terahertz modulator and slow light metamaterial devices with hybrid graphene-superconductor photonic integrated circuits
介绍并提出了具有混合石墨烯-超导体耦合开口环谐振器（SRR）阵列的超材料光子集成电路，其能够调制和减慢太赫兹（THz）光。混合器件的光学响应，如电磁感应透明（EIT）和群延迟，可以用几种方式调制。首先，通过改变石墨烯中的电导率和载流子浓度对其进行电调制。或者，可以通过作用于器件温度灵敏度，通过将Nb从有损正常相切换到低于Nb的转变温度（Tc）的低损耗量子力学相来修改光学响应。在THz传输窗口处，EIT和群延迟的最大调制深度分别为57.3%和97.61%.进行了比较之间的Nb-石墨烯-Nb耦合的SRR为基础的设备与那些Au-石墨烯-Au SRR和显着增强的太赫兹传输，群延迟，和EIT响应时，Nb是在量子力学相观察。这种具有相当大且可调谐的慢光带宽的混合器件为实现有源光电调制器、滤波器、移相器和用于芯片级量子通信和量子处理的慢光器件铺平了道路。
2021-07-08 physics.optics quant-ph
Electrically Tunable Reflective Metasurfaces with Continuous and Full Phase Modulation for High-efficiency Wavefront Control at Visible Frequencies
全介质光学超颖表面可以在纳米尺度上局部控制光的振幅和相位，从而实现任意波前整形。然而，缺乏制造后的可调性限制了超颖表面在许多应用中的真正潜力。在这里，我们利用薄的液晶（LC）层作为可调谐介质周围的超颖表面，以实现在可见光频率的高反射的相位空间光调制器（SLM），表现出与相关的2pi相位控制和非耦合振幅的主动和连续的谐振调谐。动态波前整形是通过编程96个可单独寻址的电极与一个小的像素间距为1微米。通过减小的LC厚度来促进小像素尺寸，从而强烈抑制像素之间的串扰。该器件用于演示具有宽视场和高绝对衍射效率的动态光束转向。我们相信，我们的演示可以为实现下一代高分辨率SLM铺平道路，在动态全息，可调光学和光探测和测距（LiDAR）等方面具有广泛的应用。
2023-03-24 physics.app-ph physics.optics
Optical modulation in Ge-rich SiGe waveguides in the mid-IR wavelength range up to 11 um
中红外（mid-IR）波长范围内的波导集成光调制器一方面对于分子光谱学具有重要意义，因为片上同步检测可以提高检测系统的性能，另一方面对于自由空间通信，其中在大气透明度窗口中工作的光调制器至关重要。在这里，我们报告的第一次演示中红外光子电路达到波长大于8微米的光调制。此外，光调制在一个前所未有的波长范围内，从5.5到11 μ m的波长示出，依赖于一个宽带锗丰富的梯度SiGe平台。这第一个演示被用作概念证明，以实验确认自由载流子吸收效应建模。这些结果为在中红外波长范围内实现高效高性能电驱动集成光调制器铺平了道路。
2019-11-25 physics.app-ph physics.optics
Spectrally Broadband Electro-Optic Modulation with Nanoelectromechanical String Resonators
本文提出了一种由两个并联的纳米机电氮化硅弦谐振器构成的电光光调制器。这些弦被电连接的金电极覆盖，并由洛伦兹力或静电力驱动。面内弦振动调制弦之间间隙的宽度。间隙两侧的金电极充当移动反射镜，其调制聚焦在该间隙中间的激光。这些电光光调制器在314 kHz的频率下，对于低于1 mV的驱动电压，可以实现几乎100%的光调制深度。频率范围由弦共振频率确定，其可以取几百千赫兹到几兆赫的量级的值。弦在强非线性状态下被驱动，这允许几千赫兹的频率调谐，而对光调制深度没有显著影响。
2019-12-19 physics.app-ph physics.optics
Non-volatile Phase-only Transmissive Spatial Light Modulators
针对传统空间光调制器体积大、驱动电压高及现有超构光调制器易失性的问题，本研究利用低损耗相变材料Sb₂Se₃与高Q值双原子超构表面耦合，开发出非易失性电编程纯相位透射式空间光调制器，实现了大相位调制、高耐久性及可调光束整形。
2023-07-22 physics.optics
GHz-speed wavefront shaping metasurface modulators enabled by resonant electro-optic nanoantennas
本文提出基于硅纳米棒-薄膜铌酸锂谐振电光纳米天线的超表面，实现GHz级振幅调制与透射波前整形，并展示分束器件1.03 GHz调制带宽，为高速自由空间通信与传感提供紧凑平台。
2025-03-11 physics.app-ph physics.optics
Electro-Optic Modulation in Polycrystalline Barium Titanate Metasurfaces Enhanced by Poling
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本研究通过多晶BTO金属表面的铁电畴取向增强，实现了高效的电光调制，展示了在亚伏特驱动下的高调制强度和高频率性能。
2026-01-28 physics.app-ph physics.optics
The Fano and EIT-like resonance characteristic of asymmetric double micro-ring resonator
通过打破双微环谐振器的对称排列，研究了其反射光谱的 Fano 谐振与透射光谱的类 EIT 谐振特性，两者均可独立调谐且具备低损耗、高近场局域特性，在光通信和光电调制器中应用前景广阔。
2024-07-26 physics.optics
Gigahertz-Frequency, Acousto-Optic Phase Modulation of Visible Light in a CMOS-Fabricated Photonic Circuit
本研究在量产CMOS代工厂200mm晶圆上制造出高效可见光千兆赫兹声光调制器，通过优化光机械相互作用实现高调制深度，较现有技术显著降低驱动功率与Vₙ，为可扩展量子控制系统提供关键器件。
2025-02-11 physics.optics
Electric control of spin orbit coupling in graphene-based nanostructures with broken rotational symmetry
光的自旋和角动量是纳米光子学中重要的自由度，它们控制着光的传播、光力和信息编码。通常，使用q板或空间光调制器来生成光学角动量。在这里，我们表明，石墨烯支撑的等离子体纳米结构与破缺的旋转对称性提供了一个令人惊讶的自旋轨道角动量转换，这可以通过改变石墨烯的电化学电位连续控制。在圆偏振平面波的共振照射下，石墨烯片上的氧化铟锡纳米颗粒的多边形阵列产生携带电可调轨道角动量的散射场。这种独特的光子自旋轨道耦合是由于石墨烯等离子体激元和纳米颗粒的局部表面等离子体激元的强耦合而发生的，并且导致石墨烯等离子体激元的受控定向激发。可调谐的自旋轨道转换为光通信中的高速率信息编码、光镊中的电动转向功能以及更高维纠缠光子态的纳米布线铺平了道路。
2020-02-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent control of group index and magneto-optical anisotropy in a multilevel atomic vapor
我们研究了电磁感应透明（EIT）在加热的钾蒸气细胞，使用一个简单的光学装置与一个单一的自由运行的二极管激光器和声光调制器。尽管多普勒宽度与基态超精细分裂相当，但获得了具有深亚自然线宽和大群指数的透明窗口。纵向磁场用于分裂EIT特征并诱导磁光各向异性。利用同向传播耦合光束和探测光束之间的拍音，我们对EIT介质的圆二色性（因此也是双折射）进行了外差测量。观察到的光谱表明，lin-parlin极化导致更大的各向异性比lin-perp-lin。一个包含16个塞曼态和18个\Lamda\子系统的简化分析模型再现了实验观察。
2016-06-30 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Thermo-Optically Induced Transparency on a photonic chip
通过适当调谐的相干电磁场控制介质的光学响应在从全光调制器到光存储设备的许多潜在应用中是高度相关的。特别地，电磁诱导透明（EIT）是一种已建立的现象，其中相消量子干涉在吸收线周围的窄光谱范围内创建透明窗口，这进而允许由于异常折射率色散而减慢并最终停止光。在这里，我们报告的观察一种新的形式，无论是诱导透明或放大弱探测光束在强驱动的硅光子晶体谐振器在室温下。该效应基于非线性光学腔中诱导的振荡温度场，并且它再现了EIT的许多关键特征，同时独立于原子或机械共振。这种热光诱导透明性（TOIT）将允许在集成光子平台中、在几乎任意感兴趣的波长、室温下以及在实用的、低成本的和可扩展的系统中通用地实现EIT类似物。
2021-12-06 physics.optics
Strong Modulation of Infrared Light using Graphene Integration with Plasmonic Fano-Resonant Metasurfaces
等离子体超颖表面代表了一个有前途的平台，用于增强光-物质相互作用。超颖表面的光学响应的主动控制对于诸如光束转向、调制器和开关、生物化学传感器和紧凑型光电子器件的应用是期望的。在这里，我们使用具有两个Fano共振的等离子体超颖表面来增强红外线与电可控单层石墨烯的相互作用。实验表明，这些共振的窄光谱宽度，结合强光/石墨烯耦合，使反射率调制近一个数量级，导致调制深度高达90%。.数值模拟证明了在保持反射率几乎恒定的同时对反射光的相位进行强主动调制的可能性，从而为可调谐红外透镜和光束转向铺平了道路
2014-05-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controllable spin-Hall and related effects of light in an atomic medium via coupling fields
利用电磁感应透明使原子介质具有各向异性，证明了在这种各向异性介质中存在光的自旋霍尔效应。通过施加额外的线偏振耦合光束使介质成为双折射的。折射率和光轴方向由耦合光束控制。我们证明了线偏振的探测光束在穿过原子介质后，由于横向位移的不同而分裂成两个自旋分量。通过适当选择参数和大约$2.5\times10^{17}\,\mathrm{m}^{-3}$的原子密度，位移大约是波长的数量级，并且通过增加原子密度可以大于波长。我们提出了一种新的测量方案的基础上平衡零差检测（BHD）。通过适当地选择BHD的本地振荡器的偏振、相位和横模，可以独立地测量（i）两个自旋分量的SHEL位移;（ii）空间和角位移;（iii）横向和纵向位移。通过检测用于调制输入探测光束的电光调制器的调制频率处的信号，测量可以达到精确度的量子极限。由于量子噪声的限制，测量精度可达纳米级。
2019-01-01 physics.optics
Light modulation in planar aligned short-pitch deformed-helix ferroelectric liquid crystals
本文从理论和实验两个方面研究了亚波长螺距平面排列变形螺旋铁电液晶（DHFLC）盒中的光调制。在我们的实验中，方位角的面内光轴和电气控制部分的主要面内折射率作为施加在整个细胞的电压的函数进行测量。给出了用近晶倾斜角和折射率表示的短间距DHFLC的有效光学张量的理论结果，并与实验数据进行了拟合。发现FLC材料的光学各向异性是弱双轴的。对于透射模式和反射模式，拟合的结果被应用于模型中的DHFLC单元中的光的相位和振幅调制。我们证明，如果DHFLC层的厚度为约50 $μ$ m，场致旋转的平面内的光轴上的特性的轴棱锥设计使用的DHFLC空间光调制器在反射模式的不利影响是可以忽略的。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
