Tunable Nb superconducting resonators based upon a Ne-FIB-fabricated constriction nanoSQUID
混合超导-自旋系统提供了将高度相干的原子量子系统与超导电路的可扩展性相结合的潜力。为了充分利用这一潜力,需要一个高品质因数的微波谐振器,频率可调,并能够在自旋系统的最佳磁场工作。这样的磁场通常排除了先前已用于可调谐高$Q$微波谐振器的常规Al基约瑟夫森结器件。铌(Nb)的较大临界场允许制造具有大的场弹性的微波谐振器。在这里,我们演示了如何收缩型弱链接,图案平行到铌共面谐振器的中心导体使用氖聚焦离子束(FIB),可以用来实现频率可调谐振器。我们研究通过两个这样的设备传输,并展示他们如何实现高品质因数,可调,字段弹性设备,未来的应用程序耦合自旋系统的承诺。
2019-01-07 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Tunable superconducting resonators via on-chip control of local magnetic field
本研究提出一种通过片上局部磁场控制的频率可调谐超导共面波导谐振器,实现54.85 MHz的调谐范围,可应用于超导量子计算的滤波器、通信总线和存储元件。
2024-05-15 cond-mat.supr-con physics.app-ph
A tunable ferroelectric based unreleased RF resonator
本文介绍了第一个基于可调谐铁电电容器(FeCAP)的未释放RF MEMS谐振器,无缝集成在德州仪器的130 nm铁电RAM(FeRAM)技术。在这种互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的后端工艺(BEOL)中的FeCAP阵列用于限定声学谐振腔以及机电换能器。为了实现谐振器的高品质因数(Q),研究并优化了用于CMOS堆叠内的垂直限制的声波波导。讨论了其他设计考虑因素,以获得侧向限制和杂散模式的抑制。一个FeCAP谐振器被证明在703 MHz和Q值为1012的基本谐振。这给出频率品质因数积fQ = 7.11 $\times$ 10 $^1$ $^1$,其比最先进的Pb(Zr,Ti)O $_3$(PZT)谐振器高1.6 $\times$。由于FeCAP的铁电特性,可以通过调节电极化的强度来开启和关闭谐振器的转换。在这种情况下,在对应于组成FeCAP换能器的矫顽电压的$\pm$ 0.3V处,可以完全关闭谐振。这些新型的可切换谐振器可能在片上定时、自组织无线电前端和芯片级传感器中具有很好的应用。
2019-05-15 physics.app-ph
Photonic crystal-Microring resonators for tunable delay lines
本文提出了一种新的基于光子晶体中耦合环形谐振器的光延迟线设计,并在CST微波工作室中用数值模拟的方法进行了分析。将所提出的基于光子晶体环形谐振腔(PhCRR)的耦合谐振光波导(CROW)的性能与基于光子晶体中的点缺陷腔的耦合腔波导(CCW)的性能进行了比较。微谐振器(MRR)的CROW。所建议的设计解决了MRR CROW的紧凑性问题,同时提供比CCW更好并且与MRR CROW相当的归一化延迟值。PhCRR CROW还增强了设计灵活性,因为PhCRR支持多种模式,从而支持单个器件上的多通道传输/延迟应用。
2018-11-03 physics.app-ph physics.optics
Fast tunable high Q-factor superconducting microwave resonators
我们提出了快速可调谐超导微波谐振器的蓝宝石衬底上的平面NbN制作。$3λ/4$波长谐振器为音叉形状,并通过直流电流进行调谐,该直流电流控制音叉叉尖的动态电感。开路端的$λ/4$部分作为集成阻抗转换器工作,在直流端子耦合点处对微波电流产生近乎完美的短路,从而防止微波能量通过直流线路泄漏。我们在整个调谐范围内测量内部品质因数$Q_{\rm int}>10{^{5}}$。我们证明了$> 3\%$的调谐范围和调谐响应时间短至20 ns的最大可实现的失谐。由于准分形设计,谐振器对高达0.5 T的磁场具有弹性。
2020-05-02 cond-mat.supr-con physics.app-ph
Compact tunable YIG-based RF resonators
我们报告的设计,制造和表征的紧凑型可调谐钇铁石榴石(YIG)基于射频谐振器的基础上$μ$ m大小的自旋波腔。电感天线与梯形和曲折的配置被用作自旋波和RF信号之间的换能器。铁磁共振和自旋驻波在YIG腔中的激发导致了品质因数高达350的尖锐共振。所观察到的光谱与基于YIG中自旋波色散关系的模型非常一致,显示出约29 MHz/mT的高磁场可调谐性。
2021-04-27 physics.app-ph
Tunable Extremely Asymmetric Acoustic Metasurfaces Made by Coupled Membrane Resonators
我们报告的实验演示的可调非对称声学超颖表面与极端的对比度,通过两个装饰膜谐振器(DMR)耦合通过一个密封的空气柱。超颖表面的正面与空气阻抗匹配,完全吸收,而背面是硬的,全反射。当利用适当的电极将合适的DC电压施加到背侧DMR时,超表面的背侧的表面阻抗可以从一个极端调谐到另一个极端,使得背侧变得与空气阻抗匹配并且完全吸收,而前侧变得完美反射。超颖表面还在两个频率附近表现出高透射对比度。在600 V电压下,反射调谐度在388 Hz处大于23 dB,透射调谐度在240 Hz和590 Hz处大于33 dB。我们进一步展示了单侧阻抗匹配的超颖表面,其工作频率为324.2 Hz至335 Hz,反射对比度超过31 dB。
2017-05-26 physics.app-ph
Gear-tuning meta-shaft for low-frequency torsional vibration suppression
Beijing Institute of Technology(北京理工大学);The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
本研究提出一种基于齿轮移位机制的可调元轴,通过自锁齿轮谐振器实现低频扭转振动的有效抑制。
2026-01-26 physics.app-ph
Addressing spins at the clock transitions with a frequency- and bandwidth-tunable superconducting resonator
本研究提出一种频率和带宽均可动态调谐的超导谐振器,成功操控时钟跃迁处的铋施主自旋系综,测得450 ms的Hahn回波相干时间,为实用化量子存储方案提供了关键技术支撑。
2025-10-22 physics.app-ph quant-ph
Tunable Asymmetric Acoustic Absorption in Ventilated Metasurfaces
King Abdullah University of Science and Technology (KAUST)(阿卜杜拉国王科技大学)
本文提出一种可调高效非对称通风声学系统,通过异质谐振器实现强非对称性,达到99%吸收和98%反射,并通过旋转实现声学开关功能。
2026-04-02 physics.app-ph
Tunable High-Quality Fano Resonance in Coupled Terahertz Whispering-Gallery-Mode Resonators
Fano谐振在设计新型太赫兹器件,如传感器、滤波器、调制器和群延迟模块中被广泛讨论。通常,Fano谐振的高品质(Q)因子和灵活的可调谐性是这些应用的关键要求。在这里,我们提出了可调谐太赫兹Fano谐振在0.439太赫兹耦合太赫兹回音壁模式谐振器(WGMR)的Q因子为2095。采用低Q(578)石英环和高Q(2095)硅环耦合产生Fano谐振。Fano谐振的谐振频率可以通过调节高Q WGMR的谐振频率来主动控制,这是通过利用电热光调谐方法实现的,同时Fano谐振的谐振强度可以通过调节两个WGMR之间的耦合强度来工程化。这种耦合WGMR方案提供了高Q可调谐Fano谐振,并可能有助于高性能可配置太赫兹器件的设计。
2019-10-13 physics.app-ph physics.optics
Tunable RF and microwave photonic sideband generator based on cascaded 49GHz and 200GHz integrated ring resonators
我们提出了一种基于双级联微环谐振器的连续射频可调谐正交偏振光学单边带(OP-OSSB)发生器。通过将输入双边带信号经由TE极化MRR和TM极化MRR分成正交极化载波和下边带,产生OP-OSSB信号。通过调节输入光的偏振角,实现了高达57.3dB的光载波边带比的大调谐范围。OP-OSSB发生器的工作RF频率可通过两个MRR的独立热控制在21.4 GHz范围内连续调谐。我们的器件代表了一种具有宽带可调谐RF操作的OP-OSSB生成的竞争方法,并且有希望用于雷达和通信系统中的光子RF信号传输和处理。
2018-09-26 physics.app-ph physics.optics
Voltage-tunable superconducting resonators: a platform for random access quantum memory
在量子计算架构中,一个重要的因素是需要将量子位彼此耦合并耦合到外部驱动器,以及需要将它们隔离得足够好以便在延长的时间段内保护信息。在超导电路的情况下,一种方法是利用耦合到共面波导谐振器的固定频率量子位,使得系统可以保持在对噪声相对不敏感的配置中。在这里,我们提出了一个可扩展的电压可调量子存储器(QuMem)的设计概念与超导量子位平台兼容。我们的设计建立在最近的进展,在约瑟夫森场效应晶体管(JJ-FET),使用InAs量子阱的制造。JJ-FET被并入传输线和高质量谐振器之间的可调谐耦合器中,以便控制耦合器的总电感。高品质谐振器的完全隔离可以通过关闭JJ-FET来实现。这可以允许长的相干时间和对存储腔内的量子信息的保护。所提出的设计将有助于实现随机存取存储器,用于在计算门操作之间存储量子信息。
2020-06-15 physics.app-ph quant-ph
Tunable Resonator Integrated Magnetometry
Northrop Grumman Mission Systems(诺斯罗普·格鲁曼任务系统);University of Connecticut(康涅狄格大学)
本文提出并实现了一种基于超导可调谐谐振器(tRes)的磁力计,结合LC电路速度和SQUID磁通灵敏度,在毫开尔文温度下实现高灵敏度快速磁测量。
2026-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Probing Split-Ring Resonator Permeabilities with Loop-Gap Resonators
提出了一种在微波频率下实验确定用于超材料设计的开口环谐振器(SRR)阵列的有效复磁导率的方法。我们分析了环隙谐振器(LGR)的微波响应,其孔已部分加载一个或多个SRR。我们的分析表明,谐振频率,磁等离子体频率,和阻尼常数的SRR阵列的有效磁导率可以提取适合的电感耦合LGR的反射系数(S11)。我们提出的LGR设计,将允许一个一维阵列的SRR和小的三维阵列的SRR的特点。最后,我们证明了该方法使用一个环形LGR加载一个单一的扩展SRR的长度为z。
2017-11-15 physics.app-ph
Decoupling of Two Closely Located Dipole Antennas by a Split-Loop Resonator
本文从理论和实验两方面证明了利用裂环谐振器实现两个并联谐振偶极子的完全无源解耦的可能性。与以前实现的去耦由一个类似的谐振偶极子,这种去耦技术使我们能够避免工作频带的收缩。仿真和实测结果表明,相对工作带宽从0.2%提高到0.4%,比以前的工作带宽提高了100
2018-03-02 physics.app-ph
Tunable sub-gap radiation detection with superconducting resonators
我们已经制作了平面非晶氧化铟超导谐振器($T_c\sim2.8$ K)是敏感的频率选择性辐射在7至10 GHz的范围内。这些值远低于超导能隙的两倍,超导能隙大约为200 GHz。光子检测包括基本共振频率的偏移。我们发现,可以通过调制超导谐振器的总长度来调节检测到的频率。我们将这些观测结果归因于高阶共振模式的激发。基波集总谐振和高阶分布谐振之间的耦合是由于动态电感与电流的非线性。这些设备,我们称之为子间隙动态电感检测器(SKID),是区别于标准的动态电感检测器(KID),其中准粒子时,入射光打破库珀对产生。
2018-02-28 astro-ph.IM cond-mat.supr-con physics.app-ph
Independently tunable dual-spectral electromagnetically induced transparency in a terahertz metal-graphene metamaterial
理论上研究了导电石墨烯层与双光谱电磁感应透明(EIT)超材料的相互作用,实现了太赫兹(THz)波段透射峰的独立幅度调制。双光谱EIT共振是由于中间的亮切丝谐振腔(CWR)和两侧的暗双开口环谐振腔(DSRR)之间的强近场耦合效应引起的。通过在暗模谐振器下集成单层石墨烯,EIT谐振的两个透射峰可以通过移动相应石墨烯层的费米能级来表现出独立的幅度调制。调制的物理机制可以归因于石墨烯的可调谐导电性引起的暗模谐振器的阻尼因子的变化。该工作在设计具有高度灵活可调谐性的多光谱THz功能器件方面显示了巨大的前景,并在多通道选择性开关、调制和慢光等方面具有广阔的应用前景。
2018-07-06 physics.app-ph physics.optics
Arbitrary electro-optic bandwidth and frequency control in lithium niobate optical resonators
针对光子器件谐振频率和带宽固定的问题,提出基于薄膜铌酸锂的原位可调光学谐振腔,利用线性电光效应实现了约50倍带宽调谐和230 MHz/V线性频率控制,并开发闭式模型,为光的快速相位与幅度控制奠定基础。
2023-07-31 physics.app-ph physics.optics
Tunable Optical Bistability and Optical Switching by Nonlinear Metamaterials
我们展示了一种在微波频率范围内具有磁滞效应和双稳态的非线性超材料,它可以用作远程可控的微秒开关器件。一个变容二极管加载开口环谐振器(SRR)的设计,表现出功率和频率依赖的宽带调谐的谐振频率的外部控制信号被使用。更重要的是,SRR表现出不同的传输水平的双稳态。双态之间的转换由外部泵浦信号的脉冲控制。此外,我们实验表明,过渡率是在微秒级,通过使用变容二极管加载的双开口环谐振器(DSRR)的设计组成的两个同心环。
2017-05-07 physics.app-ph
PID-like active control strategy for electroacoustic resonators to design tunable single-degree-of-freedom sound absorbers
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne(洛桑联邦理工学院)
本文提出基于PID的主动控制策略,用于设计可调单自由度声吸收器,通过调节扬声器参数实现低频高效声吸收。
2021-08-02 physics.app-ph
Multiple Tunable Hyperbolic Resonances in Broadband Infrared Carbon-Nanotube Metamaterials
利用真空过滤法制备的定向排列、密集堆积的碳纳米管超材料是一种新兴的红外纳米光子材料。我们报告多个双曲等离子体共振,一起跨越中红外线,在个别共振器由对齐和密集包装的碳纳米管。在第一近场扫描光学显微镜(NSOM)成像研究的纳米管超材料谐振器,我们观察到不同的深亚波长场分布在基本和高阶谐振频率。纳米管超材料的晶圆级面积使我们能够将这种近场成像与许多谐振器阵列的缩放特性的系统远场光谱研究相结合。彻底的理论建模与这些测量结果一致,并将谐振识别为双曲波导模式的高阶Fabry-Pérot(FP)谐振。纳米管谐振器阵列在1.5-10 μm范围内表现出宽带消光,在3-5 μm的大气透明窗口内表现出可逆的可切换消光。支持多谐振模式的宽带碳纳米管超材料是超紧凑吸收体、可调谐热发射器和中红外宽带传感器的有希望的候选者。
2020-07-04 physics.app-ph physics.optics
Storage and release of electromagnetic waves using a Fabry-Perot resonator that includes an optically tunable metamirror
我们评估的瞬态响应的光学可调元原子组成的电感器-电容器的谐振器,加载一块高电阻率的硅,并进行概念验证实验,以证明存储和释放的电磁波使用此元原子在微波区域。的过渡时间后立即开始激光照射的硅的元原子被发现是成反比的入射激光功率。对于1600 mW的激光功率、2 mm $\times$ 1 mm的激光光斑尺寸和447 nm的激光波长,在激光照射开始后的5.2 ns,在谐振频率下的超原子的透射率增加到没有激光照射时获得的透射率的十倍。相反,在关闭激光之后的瞬态时间取决于硅的载流子寿命,并且测量为几十微秒。基于对元原子瞬态响应的研究结果,我们提出了一种利用包含元原子作为反射镜的法布里-珀罗谐振腔实现电磁波存储和释放的方法.在法布里-珀罗谐振器中存储几十纳秒的电磁波然后通过用激光照射超原子中的硅而成功释放。也可以在较高频率区域中使用该方法,因为具有半导体元件的超材料甚至可以用作光学区域中的有源超材料,只要它们的带隙能量高于信号光子能量即可。
2020-07-31 physics.app-ph physics.optics
Wireless Power Transfer via Dielectric Loaded Multi-moded Split Cavity Resonator
提出了经由介质加载的多模分裂腔谐振器(SCR)的无线功率传输。与传统的电感谐振耦合不同,该方案能够控制传递阻抗的实部和虚部。它是通过测量表明,列入介质谐振器(DR)调谐到SCR $TE_{012}$模式,显着提高了系统的品质因数和最佳效率。的DR的效果被证明是有关的DR的$TE_{01δ}$和SCR模式的谐振耦合,导致在电磁感应的类似的窗口。当传输距离为7cm或半波长时,实现了70%的效率。此外,它表明,效率超过40%,在一个相对较宽的带宽和较宽的范围内的最佳负载阻抗。
2019-11-13 physics.app-ph
Terahertz Bandstop Filter Using Varying Radii Split-Ring Resonators
本研究设计了由九个不同半径开口环谐振器构成的太赫兹带阻滤波器,经太赫兹时域光谱测试验证其模拟与实验结果吻合,证明该结构可作为太赫兹系统的分立亚波长滤波元件。
2024-05-13 physics.app-ph physics.optics
Tunable THz and infrared plasmonic filter and switches based on circular graphene resonator with 90° bending of output port
提出并分析了两种基于石墨烯的新型导波器件,即滤波器和电光开关。滤波器不同于已知的输入和输出波导的几何形状和对称性的共线取向。所述组件由圆形石墨烯盘和在石墨烯层的平面中彼此以$90^\circ$取向的两个纳米带组成。石墨烯元件被放置在介电衬底上。我们发现,对称性的变化导致组件的属性发生剧烈变化。该装置的物理原理是基于石墨烯盘中的偶极、四极和六极共振,其分别限定阻带、通带和阻带频率特性。通过移动电子费米能级,阻带和通带滤波器特性的组合允许设计开关。数值模拟表明,所提出的元件具有非常小的尺寸,良好的特性,并提供了一个动态控制其中心频率通过静电门控。
2019-10-31 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Pathway towards programmable wave anisotropy in cellular metamaterials
在这项工作中,我们提供了一个概念验证实验演示的波控制能力的细胞超材料赋予人口的可调机电谐振器。每个独立可调谐振器包括压电贴片和电阻器-电感器分流器,并且其谐振频率可以无缝地重新编程,而不会干扰蜂窝结构的默认属性。我们表明,通过战略性地将谐振器放置在晶格域中,并通过故意只激活选定的子集,选择符合定向特征的波束波响应,它是可以覆盖固有的波各向异性的细胞介质。其结果是建立了能量蒸馏的可调空间模式,导致波场的非对称校正。
2018-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable coupling-induced resonance splitting in self-coupled Silicon ring cavity with robust spectral characteristics
提出并实现了一种利用硅基平台中腔模与反向传播模的互模耦合实现谐振分裂的自耦合微腔谐振器。实验研究了自耦合对共振分裂、共振消光、品质因子演化和稳定性的影响。基于耦合,我们实现了72%的FSR分裂的腔与FSR 2.1 nm的腔品质因数的变化< 5%。自耦合共振分裂显示出高度鲁棒的光谱特性,可用于传感和光信号处理。
2017-06-12 physics.app-ph physics.optics
Combinatorial split-ring and spiral meta-resonator for efficient magnon-photon coupling
本研究提出一种由开口环与螺旋谐振器组成的微波超构谐振器,通过展宽模式带宽并与磁性样品耦合,将光子-磁子耦合增强十倍以上,为混合磁子系统提供了新途径。
2024-03-15 physics.app-ph physics.optics