Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Science and Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Institute of Electromagnetics and Acoustics, Xiamen University, Xiamen 361005, China
3 Xiamen Sky Semiconductor Technology Co., Ltd., Xiamen 361026, China
The narrowband meta-absorbers exhibit significantly enhanced electromagnetic confinement capabilities, showcasing broad application prospects in sensing fields. They can be applied for biomarker detection, chemical composition analysis, and monitoring of specific gas in the environment. In this work, we propose a 3D meta-absorber with an out-of-plane plasma mechanism based on a two-photon printing system. Compared to the conventional fabrication of a metal-insulator-metal 2D meta-absorber, the 3D absorber is composed of a metal layer and a resin layer from top to bottom; its manufacturing process is simpler, only including two-photon printing and magnetron sputtering deposition. A noticeable absorbing resonance appears at 0.3142 THz with perfect absorbance with a high Q-factor of 104.67. The theoretical sensitivity to the refractive index of the sensor reaches up to 172.5 GHz/RIU, with a figure of merit (FOM) of 19.56. In the experiments, it was validated as a meta-absorber with high sensitivity for doxycycline (DCH). As the DCH concentration increases from 0 to 4 mg/mL, the absorption intensity decreases around 49%, while the resonant frequency shift is around 70 GHz. It reflects the real-time residual content of DCH, and is potentially applied in trace antibiotic detection. The results showcase a perfect narrowband absorption capability with strong electromagnetic confinement in the terahertz spectrum, along with high-Q sensing characteristics of DCH. Compared to 2D metamaterials, the diversity of 3D metamaterial significantly expands, and introduces additional effects to provide greater flexibility in manipulating electromagnetic waves. The 3D device offers opportunities for the application of terahertz biochemical sensing.
Photonics Research
2024, 12(5): 895
朱华利 1张勇 1,*黎雨坤 1,**叶龙芳 2,3[ ... ]延波 1
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057

提出了一种基于人工表面等离子体激元(SSPPs)的亚太赫兹片上传输线,并在InP工艺基础上对其进行了结构设计和实物加工。为减小传统矩形槽SSPPs结构的占地面积,提出了一种折叠型SSPPs结构,在相同的渐近频率下,该结构的占地面积缩小了57.2%。利用接地共面波导(GCPW)和阶梯渐变结构,实现了对SSPPs传输线的高效激励。利用太赫兹在片测试系统对该传输线进行了测试。测试结果表明,在110~170 GHz频带范围内,SSPPs传输线的插入损耗小于3 dB/mm,回波损耗优于12.5 dB,且实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。

表面光学 人工表面等离子体激元 传输线 InP工艺 太赫兹 在片测试 
光学学报
2022, 42(21): 2124001
朱华利 1张勇 1,*叶龙芳 2,3黎雨坤 1[ ... ]延波 1
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057
提出了一种基于人工表面等离激元(SSPPs)的太赫兹低损耗传输线,并通过加载开口谐振环(SRR)实现了具有大抑制深度的太赫兹带阻滤波器。采用不规则阶梯渐变过渡结构对SSPPs传输线进行了优化,降低了其在太赫兹频段下的传输损耗及不平坦度。通过色散分析揭示了加载SRR和不加载SRR的SSPPs传输线的频段抑制机理。加载SRR的SSPPs传输线工作在基模和一阶高次模两种模式下,其基模具有低通特性,一阶高次模具有带通特性,实现了具有通带-阻带-通带-阻带的太赫兹滤波特性。通过调节SRR的几何参数,可控制SSPPs滤波器的阻带频率;通过增加SRR的加载数量,可增大SSPPs滤波器的抑制深度。为了验证设计的可行性,采用微纳加工技术分别制作了所提出的SSPPs传输线和滤波器,并进行了太赫兹在片测试。测试结果表明:在0.11~0.17 THz频带范围内,SSPPs传输线的插入损耗小于0.5 dB/mm,回波损耗优于10 dB;SSPPs滤波器在0.142~0.156 THz频率范围内的抑制深度大于10 dB,最大抑制深度为45 dB@0.148 THz;实验结果与仿真结果具有良好的吻合度。该研究对太赫兹等离激元集成系统研究具有重要意义。
表面光学 人工表面等离激元 传输线 带阻滤波器 太赫兹 微纳加工 
光学学报
2022, 42(20): 2024001
朱华利 1张勇 1,*叶龙芳 2,3黎雨坤 1[ ... ]延波 1,**
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057
基于人工表面等离子体激元(SSPPs)的一阶高次模,设计了一种具有优异带通性能的滤波器。所采用的SSPPs单元结构为类八木天线结构,该结构可以有效降低SSPPs的渐近频率。此外,通过改变SSPPs单元结构的几何参数,可独立控制其渐近频率和与自由空间中光线的交点频率。与具有低通特性的SSPPs基模相比,一阶高次模具有天然的带通特性,且不需要采用额外的阶梯渐变过渡结构。为了验证SSPPs高阶模式应用于带通滤波器设计的可行性,制作并测量了基于该方法的SSPPs滤波器。测试结果表明,该滤波器在6~9.9 GHz的通带频率范围内的插入损耗小于1 dB,带内回波损耗优于10 dB,实验结果与仿真结果具有良好的吻合度。
光学器件 带通滤波器 人工表面等离子体激元 高阶模 传输线 
光学学报
2022, 42(15): 1523001
朱华利 1张勇 1,*叶龙芳 2,3党章 1[ ... ]延波 1
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057
提出了一种基于石墨烯和二氧化钒(VO2)混合材料的双控太赫兹超材料宽带吸收器,该吸收器具有结构简单、吸收/透射/反射状态可切换、调谐深度大等优点。吸收器的吸收率的调控可以通过改变VO2的相变特性及石墨烯的费米能级来实现。当VO2处于金属态时,该吸收器在1.07~2.59 THz频率范围内可实现吸收率大于90%的宽带吸收,且具有偏置无关和宽入射角不敏感特性,通过改变石墨烯的费米能级,可对带内吸收率进行动态调控,可调范围大于67.2%。当VO2处于绝缘状态,该器件表现为由石墨烯费米能级调控的可调透射器,透射率可调范围大于40%。进一步地,同时控制VO2相变特性和石墨烯费米能级,可将吸收器的带内吸收率的可调范围提升至90%以上,最大可调范围为99.7%@2.3 THz,实现了吸收率的完美开关特性。该吸收器通过两个独立可控的超材料实现了具有高调谐特性的太赫兹双控吸收器,在太赫兹智能器件(如衰减器、反射器和空间调制器等)领域具有潜在的应用价值。
光学器件 超材料吸收器 太赫兹 可调节 宽带 
光学学报
2022, 42(14): 1423002
作者单位
摘要
1 厦门大学 电磁声学研究院, 福建 厦门 361005
2 电子科技大学 极高频复杂系统国防重点学科实验室, 四川 成都 611731
3 电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室, 河南 洛阳 471003
设计了一款X波段的多模带通滤波器, 并给出了仿真与实验结果。采用恒定阻抗枝节加载3个阶梯阻抗枝节的方式, 构成滤波器的主体;利用表面电流分布图获得影响带内极点分布的枝节参数, 通过调整阶梯阻抗枝节参数优化滤波性能。为实现更好的带外抑制能力, 滤波器两端各串联一对平行耦合线, 在14 GHz引入一个传输零点。实验测试结果显示, 所设计滤波器的中心频率为9.76 GHz, 带宽为2.4 GHz, 30 dB/3 dB矩形系数为1.63, 相对带宽为25%, 带内插入损耗大部分小于1 dB, 大部分回波损耗高于15 dB, 与仿真结果较为吻合。
多模滤波器 阶梯阻抗 带外抑制 奇偶模 传输零点 multi-mode filters stepped-impedance suppression of stop band odd/even mode transmission zero 
太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(4): 668
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Electromagnetics and Acoustics, and Department of Electronic Science, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Department of Electrical and Computer Engineering, Duke University, Durham, North Carolina 27708, USA
Multiple resonant excitations of surface plasmons in a graphene stratified slab are realized by Otto configuration at terahertz frequencies. The proposed graphene stratified slab consists of alternating dielectric layers and graphene sheets, and is sandwiched between a prism and another semi-infinite medium. Optical response and field distribution are determined by the transfer matrix method with the surface current density boundary condition. Multiple resonant excitations appear on the angular reflection spectrum, and are analyzed theoretically via the phase-matching condition. Furthermore, the effects of the system parameters are investigated. Among them, the Fermi levels can tune the corresponding resonances independently. The proposed concept can be engineered for promising applications, including angular selective or multiplex filters, multiple channel sensors, and directional delivery of energy.
Surface plasmons Multilayers Prisms Filters, absorption Multiplexing 
Photonics Research
2017, 5(4): 04000377

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!