适用于高功率应用的电调导氧化物超表面
Ruzan Sokhoyan1, Prachi Thureja1, Jared Sisler1
1Thomas J. Watson Laboratories of Applied Physics, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA.
Nanophotonics (Berlin, Germany)
|December 5, 2024
概括
使用氧化 (ITO) 的活跃元表面在高功率激光照明下表现出强大的热性能. 这些导电氧化物超表面显示出对光通信和LiDAR等苛刻应用的潜力.
科学领域:
- 光学和光学工程的光学和光学工程.
- 材料科学是一种材料科学.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 活跃的超表面在光学频率上提供动态波浪控制.
- 了解电力处理限制对于金属表面的实际应用至关重要.
- 导电氧化物超表面是新兴的光子元件,具有可调节的光学特性.
研究的目的:
- 为了研究门调节导电氧化物元表面的热性能和功率处理极限.
- 在高功率连续波 (CW) 和脉冲激光照明下评估基于氧化 (ITO) 的金属表面的强度.
- 通过使用替代导电氧化物,探索超表面反射率的理论改进.
主要方法:
- 在高辐射CW激光束下 (1.69.1 kW/cm2) 进行反射门调节的ITO元表面的实验性表征.
- 在应用电偏差和激光照明下测量光学响应和温度升高.
- 理论建模以预测通过以氧化物 (CdO) 取代ITO以近零 (ENZ) 模式来预测反射强度增强.
主要成果:
- 在CW照明下,ITO超表面在高达9.1kW/cm2的光学响应中没有显著变化.
- 尽管ITO充电层的光吸收率很高 (>60%),但局部温度上升是适度的,表明了强度.
- 理论分析预测,如果在ENZ系统中使用CdO而不是ITO,反射率将增加十倍.
结论:
- 导电氧化物超表面具有高功率光学应用所需的热强度.
- 这些发现支持在自由空间光学通信,LiDAR和基于激光的增材制造等领域使用这些超表面.
- 基于CdO的超表面为高功率光子设备的增强性能提供了一个有希望的途径.
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