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Mar 29, 2023

응집성 포논

2023년 3월 7일 이 기사

2023년 3월 7일

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중국과학원 장난난(Zhang Nannan)

초고속 시간 분해 펌프 감지 기술을 사용하여 중국 과학원 허페이 물리 과학 연구소(HFIPS)의 Sheng Zhigao 교수가 이끄는 연구원들은 티탄산스트론튬의 초고속 응집성 포논에 의해 유도된 기가헤르츠(GHz) 주파수 복굴절 변조를 실현했습니다. (SrTiO3) 결정.

연구진에 따르면, 작동 주파수는 상업적으로 이용 가능한 광탄성 변조기의 차단 주파수보다 훨씬 높은 것으로 밝혀졌습니다.

이 연구는 Advanced Science에 게재되었습니다.

복굴절이 있는 특수 소재는 빛의 모양을 만들 수 있습니다. 복굴절 변조 기술을 기반으로 한 광탄성 변조기는 현대 광학 기술의 핵심 구성 요소 중 하나입니다. 현재 대부분의 광탄성 변조기는 압전 재료가 제공하는 기계적 응력을 사용하여 광탄성 결정을 구동하여 복굴절 변조를 달성하며, 작동 주파수는 일반적으로 킬로헤르츠(kHz) 정도인 광탄성/압전 결정의 공진 주파수에 의해 제한됩니다. . 따라서 GHz 작동 주파수를 갖는 복굴절 재료 및 변조 기술의 개발이 시급합니다.

이번 연구의 교신 저자인 Sheng Zhigao는 "우리는 페로브스카이트 SrTiO3 결정에서 초고속 응집성 포논에 의해 유도된 GHz 광학 복굴절 효과를 발견하고 이를 광학적으로 조작했습니다"라고 말했습니다. "우리의 고자기장 자기 광학 실험실에서 초고속 펌프-프로브 시스템을 사용하여 ."

첫째, 그들은 초고속 레이저 펄스를 사용하여 변환기/SrTiO3 이종 구조에서 감쇠가 낮은 응집성 음향 포논을 생성했습니다.

일련의 재료를 조사한 후, 그들은 변환기로서 LaRhO3 반도체 박막이 상대적으로 높은 광자-포논 에너지 변환 효율을 얻을 수 있음을 발견했습니다.

그런 다음 최적화된 이종 구조에서 초고속 간섭성 음향 포논이 응력에 민감한 SrTiO3 결정에서 GHz 주파수로 광학 복굴절을 유도할 수 있음이 밝혀졌습니다.

또한 연구진은 이중 펌프 기술을 사용하여 응집성 포논의 광학적 조작과 유도된 GHz 복굴절을 실현했습니다.

이번 발견은 초고속 광학 복굴절 변조 메커니즘을 밝히고 고주파 GHz 음향 광학 장치의 응용을 위한 기술적 기반을 제공합니다.

추가 정보: Tao Sun 외, SrTiO 3의 응집성 포논 유도 기가헤르츠 광학 복굴절 및 그 조작, 고급 과학(2023). DOI: 10.1002/advs.202205707

저널 정보:첨단과학

중국과학원 제공