将THz折射率变化转换为可检测的电压变化,由基于石墨烯的布鲁斯特角度装置实现
Optics express
|July 21, 2023
概括
这项研究介绍了一种基于石墨烯的新型设备,用于太赫兹 (THz) 波传感. 它准确地测量了固定角度的折射率变化,消除了THz传感应用的复杂旋转设备.
科学领域:
- 特拉赫兹 (THz) 光子学
- 基于石墨烯的光电子产品.
- 超材料传感应用.
背景情况:
- 布鲁斯特效应对于太赫兹 (THz) 波感应至关重要.
- 传统的THz传感需要复杂的旋转装置来检测布鲁斯特角度转移.
- 由于需要高精度设备,现有方法受到限制.
研究的目的:
- 为THz波传感提出基于石墨烯的布鲁斯特角度装置.
- 为了使折射率在固定的入射角度上传感,避免布鲁斯特角度的偏移.
- 为了消除对THz传感复杂旋转设备的需求.
主要方法:
- 使用基于石墨烯的设备,以特定的THz频率 (0.3 THz) 工作.
- 通过外部电场利用石墨烯费米水平的可调性.
- 分析了输出电压和折射率之间的线性相关性.
- 调整介电基板的导电性,以提高传感范围和灵敏度.
主要成果:
- 实现了1.1-2.4.4的折射率检测范围.
- 显示了20.06 V/RIU (折射率单位) 的灵敏度.
- 观察到输出电压和折射率之间的线性相关性.
- 在高阻力基板上成功运行该设备.
结论:
- 拟议的石墨烯装置为THz波传感提供了一种简化方法.
- 它有效地测量了折射率变化,而不需要角度旋转.
- 该设备显示了改善THz传感应用的潜力,具有可调节的灵敏度和范围.
