Dielektriska metasytor representerar en av de banbrytande forsknings- och tillämpningsriktningarna inom optik. De har inte bara fördelen med låga förluster utan möjliggör även realisering av anordningstjocklekar på subvåglängdsskalor. Dessutom kan de fritt modulera ljus i flera dimensioner, såsom amplitud, fas och polarisation.
Denna förmåga, som traditionell optik saknar, har stor betydelse för integration, miniatyrisering och skalning av framtida optiska system. Följaktligen har dielektriska metasytor tilldragit sig ökande industriell uppmärksamhet. I en studie publicerad i tidskriften Advanced Devices &Instrumentation , utvecklade professor Daping Chus team vid University of Cambridge en ny flytande kristall-baserad avstämbar dielektrisk metayta.
Genom att utnyttja den dielektriska metaytans inneboende inriktningseffekt på flytande kristaller utöver dess elektriskt styrbara egenskaper, elimineras behovet av flytande kristallinriktningsskiktmaterial och relaterade processer, vilket sparar tillverkningstid och kostnader för enheten. Detta har praktiska konsekvenser för enheter som flytande kristaller på kisel (LCoS).
Forskargruppen undersökte kvantitativt styrkan hos inriktningseffekten av själva metaytan på flytande kristaller genom att mäta enhetens transmittans i olika vinklar. De fick ett kontrastförhållande på 25,6 mellan ljusstyrka och mörker.
Samtidigt uppnådde forskargruppen också ett moduleringsdjup på 94 % i det nära-infraröda kommunikationsvåglängdsbandet under experiment.
Denna studie föreslår en ny flytande kristallbaserad elektriskt kontrollerad metayta. Genom att utnyttja den inneboende inriktningseffekten av metaytan på flytande kristaller, elimineras inriktningsprocessen som finns i traditionella flytande kristallanordningar, vilket ger ett betydande ekonomiskt värde till traditionella flytande kristallanordningar.
Dessutom, på grund av metaytans subvåglängdskaraktär, kan anordningen teoretiskt göras extremt tunn, vilket effektivt förbättrar svarshastigheten och upplösningen hos flytande kristallanordningen. Flytande kristallenheter integrerade med metasytor har ett avgörande forskningsvärde för traditionella flytande kristallenheter som LCoS.
Mer information: Xin Chang et al, Dielektriska metaatomer med flytande kristallinriktningseffekt för elektriskt avstämbara metasytor, avancerade enheter och instrumentering (2024). DOI:10.34133/adi.0040
Tillhandahålls av Advanced Devices &Instrumentation
