Светоуправляемая метаповерхность
Светоуправляемая метаповерхность временной области для динамических гармонических манипуляций
Светоуправляемая метаповерхность цифрового кодирования в временной области манипулирует спектрами микроволнового отражения с помощью меняющихся во времени световых сигналов
Платформа метаповерхности в временной области напрямую интегрирует высокоскоростную фотоэлектрическую схему обнаружения с программируемой метаповерхностью с полной поляризацией. Эта гибридная метаповерхностная платформа позволяет манипулировать световым сигналом спектра отражения микроволновой печи в режиме реального времени. Изображение предоставлено: Чжан и др., doi 10.1117/1. АП.4.2.025001.
Метаповерхности - это искусственные массивные структуры, состоящие из субволновых единичных ячеек, расположенных на определенной двумерной поверхности. Динамические, реконфигурируемые метаповерхности - отличный способ гибкого манипулирования электромагнитными (ЭМ) волнами.
Благодаря работе Ти Цзюнь Цуй и его коллег в 2014 году появились программируемые метаповерхности. Программируемые метаповерхности обеспечивают EM-контроль в пространственной области, а также, естественно, подходят для построения метаповерхностей во временной области. Метаповерхности временной области позволяют контролировать EM-спектр, что открывает множество привлекательных функций, таких как доплеровская маскировка, преобразование частоты и прямая обработка информации. Тем не менее, проводной электрический метод управления, обычно используемый для метаповерхностей в временной области, работающих на микроволновых частотах, имеет некоторые ограничения, которые затрудняют реализацию определенных желательных функций, таких как бесконтактное дистанционное управление.
Кроме того, оптический подход к управлению предлагает бесконтактные световые сигналы. Устройства с оптическим управлением демонстрируют большой потенциал для реализации передовых гибридных платформ. Недавно были разработаны как отражающие, так и оптически управляемые программируемые метаповерхности типа передачи для манипулирования формами электромагнитного пучка и амплитудой EM при освещении света. Эти оптически управляемые метаповерхности манипулируют микроволновыми печами в пространственной области, но пренебрегают временной областью.
Как сообщалось в Advanced Photonics, исследователи из Юго-Восточного университета (Китай) недавно предложили и разработали светоуправляемую метаповерхию цифрового кодирования в таймейн, которая может использоваться для манипулирования спектрами микроволнового отражения с помощью меняющихся во времени световых сигналов. Полнополяризационная динамическая метаповерхность основана на варактерах и высокоскоростной фотоэлектрической схеме обнаружения. Его фотоэлектрическая схема обнаружения в основном состоит из фотодиодного чипа и двух иерархических трансимпессансных усилителей.
Фотодиод способен принимать сигналы видимого света и генерировать слабый фототок, который затем усиливается трансимпедансными усилителями для обеспечения достаточно сильного сигнала, управляемого напряжением. Емкость загруженного варактора может быть динамически настроена видимым светом, тем самым изменяя фазу отражения метаповерхности. В результате периодических световых сигналов с последовательностью кодирования времени с измененной интенсивностью платформа метаповерхности будет производить гармоники на основе фазовой модуляции.
В демонстрации светоуправляемая метаповерхность в временной области освещается световыми сигналами с двумя разработанными последовательностями кодирования времени. Измеренные результаты показывают, что метаповерхность может генерировать симметричные гармоники и белошумовые спектры, соответственно, в этих двух случаях.
По словам Вэй Сян Цзяна, профессора Государственной ключевой лаборатории миллиметровых волн Юго-Восточного университета и одного из соответствующих авторов работы: «Ключом к реализации светоуправляемой метаповерхности во времени является интеграция высокоскоростной и высокочувствительной фотоэлектрической схемы обнаружения в программируемую цифровую метаповерхность. Эта работа обеспечивает фактический маршрут управления микроволновыми печами с видимым светом во временной области на единой платформе, что может быть полезно для разработки передовых программируемых мультифизических полевых устройств и систем".
Прочитайте статью в открытом доступе Чжана и др. «Светоуправляемые метаповерхности цифрового кодирования в временной области», Adv. Фото 4(2), 025001 (2022) doi10.1117/1. АП.4.2.025001.