Fasmodulering på grund av en lokal våglängdsändring. Kredit:Achim Woessner/ICFO
Modulering av ljusets amplitud och fas är en nyckelingrediens för många applikationer som vågfrontsformning, transformationsoptik, fasade arrayer, modulatorer och sensorer. Att utföra denna uppgift med hög effektivitet och litet fotavtryck är en stor utmaning för utvecklingen av optoelektroniska enheter.
I en nyligen publicerad tidning i Nature Photonics , ICFO-forskarna Dr Achim Woessner och Dr Mark Lundeberg och deras medarbetare har utvecklat en fasmodulator baserad på grafen som kan ställa in ljusfasen mellan noll och 2π in situ.
För att uppnå detta, de utnyttjade den unika våglängdsavstämningsförmågan hos grafenplasmoner, ljus kopplat till elektroner i grafen. I deras experiment, de använde ultrahögkvalitativt grafen för att bygga en fullt fungerande fasmodulator med ett enhetsfotavtryck på endast 350 nm, vilket är 30 gånger mer än våglängden för det infraröda ljuset som används för detta experiment. Ett närfältsmikroskop användes för att excitera och avbilda plasmonerna, ger en oöverträffad inblick i plasmonegenskaperna såsom deras våglängd och fas.
Denna nya typ av fasmodulator gör att grafenplasmoner kan användas för ultrakompakta ljusmodulatorer och fasmatriser med möjlighet att styra, styra och fokusera ljus på plats. Detta har potentiella tillämpningar för bioavkänning på chip och tvådimensionell transformationsoptik.