新型中紅外石墨烯超表面空間調制器 可用于瞬態檢測

  在過去的幾十年中，紅外光的產生和檢測都取得了重大進展；然而，其有效的波前調控和信息處理仍然面臨著巨大的挑戰。在中紅外成像、傳感、安全檢查、通信和導航等應用層面，都需要卓效快速的光電調制器和空間光調制器。然而，迄今為止報道的主流研究都存在限制其實際應用的缺點，相關領域的發展仍然是不可預知的。最近，來自美國洛斯·阿拉莫斯國家實驗室的Hou-Tong Chen課題組，聯合杜克大學的David R. Smith教授、亞利桑那州立大學的Yu Yao助理教授以及萊斯大學的Aditya D.Mohite副教授等人，通過將石墨烯和超超表面結構有機結合，展示了一種高性能的自由空間中紅外光學調制器，能夠在GHz速率、低柵極電壓和室溫下工作，調制深度~90%，是目前已知最快的中紅外自由空間調制器。
  研究人員進一步對石墨烯超表面（graphene metasurface）混合結構進行像素化處理，以形成用于高幀率、單像素成像的空間光調制原型器件，與傳統的液晶或基于微鏡的空間光調制器相比，性能上有著數量級的改進提升。這項工作開辟了探索高速時間/空間紅外調制技術的波前調控工程的可能性，所展示出的高幀率成像方法在許多應用中具有巨大潛力，例如瞬態熱現象的檢測、實時熱成像、安全檢查、導航和醫學檢測等。相關研究發表在近期的《Light:Science & Applications》上。

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