[實用新型]一種具有電控極化率的可變波長二維旋光器件

有效

• 申請號: 201920995783.X
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN210605251U
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 吳雅蘋;周江鵬;張純淼;吳志明;康俊勇
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實用新型公開一種具有電控極化率的可變波長二維旋光器件，包括電致伸縮基片、與電致伸縮基片底面連接的第一和第二導電電極、層疊設置在電致伸縮基片上表面的增強光吸收層、第一透明導電電極、III?VI族硫屬化物二維材料、BN二維材料絕緣層、以及第二透明導電電極；該器件在圓偏光激發下可產生具有可控圓偏振極化率的旋光效應，通過在與電致伸縮基片連接的第一和第二導電電極之間施加適當電壓可調控該旋光的圓偏振極化率，且通過在第一和第二透明導明電極之間施加適當電壓可使該旋光波長從紫外到紅外的寬波段范圍內連續可調。

技術領域

本實用新型涉及一種旋光器件，尤其是一種具有電控極化率的可變波長二維旋光器件。

背景技術

1815年，法國物理學家畢奧發現，當平面偏振光通過石英晶體時，偏振面會轉動。除了石英以外，具有這種作用的物質均稱為旋光性物質，比如糖溶液、松節油液體，還包括朱砂等固體。因此定義偏振光通過某些晶體或物質的溶液時，其振動面以光的傳播方向為軸線發生旋轉的現象為旋光現象。有些晶體能使振動平面按順時針方向轉動(右旋)，而有些晶體能使其按逆時針方向轉動(左旋)。如今旋光技術的應用無處不在，如電光、磁光、液晶、光通訊、光傳感、光開關、光調制、光存儲、外差探測、薄膜參數測量、物質結構探測、生物細胞熒光測量、圖像識別、乃至最新的生物芯片探測等。最早用于產生旋光的器件主要是基于上述旋光物質，因而不利于集成。此外還有利用磁致旋光效應制作的旋光器件。然而現有磁光材料本身應用性能不理想，如溫度穩定性和磁滯效應等，以及成本較高等問題，也制約了其進一步廣泛應用。后來逐漸發展了基于液晶各向異性產生的旋光效應而研制的顯示器件、光調制器、光路轉換開關等旋光器件。然而以上幾種旋光器件基本是利用透射方式來進行線偏振光偏振面取向轉動的控制，與目前基于全反射的光纖、光波導等光學器件之間仍存在集成與兼容性的問題。

實用新型內容

本實用新型鑒于旋光器件的設計需求，提出一種基于電致伸縮材料與III-VI族硫屬化物二維材料異質結構的具有電場可調極化率和發光波長的二維旋光器件；該器件可產生圓偏振極化率與波長可調范圍較大的旋光效應，從而解決旋光集成與兼容性問題。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提供了一種具有電控極化率的可變波長二維旋光器件，包括電致伸縮基片、與電致伸縮基片底面連接的第一和第二導電電極、層疊設置在電致伸縮基片上表面的增強光吸收層、第一透明導電電極、III-VI族硫屬化物二維材料、以及第二透明導電電極；該器件在圓偏光激發下可產生具有可控圓偏振極化率的旋光效應；

通過在與電致伸縮基片連接的第一和第二導電電極之間施加適當電壓可調控該旋光的圓偏振極化率，且通過在第一和第二透明導明電極之間施加適當電壓可使該旋光波長從紫外到紅外的寬波段范圍內連續可調。

在一較佳實施例中：所述電致伸縮基片采用鈮鎂酸鉛(PMN)、鈮鎂酸鉛—鈦酸鉛(PMN-PT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、鋯鈦酸鉛鋇(Ba-PZT)等中的一種。

在一較佳實施例中：所述增強光吸收層為由表面等離子激元金屬材料構成的顆粒狀非周期性納米結構或周期性納米陣列結構中的一種。

在一較佳實施例中：所述顆粒狀非周期性納米結構的顆粒個體大小、顆粒狀非周期性納米結構的顆粒間距尺度均在50～300nm范圍內。

在一較佳實施例中：所述周期性納米陣列結構的周期單元結構、周期性納米陣列結構的周期尺度均在50～300nm范圍內。

在一較佳實施例中：所述III-VI族硫屬化物二維材料的厚度d₁滿足范圍0d₁100nm。

在一較佳實施例中：所述第一和第二透明導電電極采用石墨烯透明導電電極，其厚度d₂滿足范圍0d₂1nm。

在一較佳實施例中：所述BN二維材料絕緣層厚度d₃滿足范圍0d₃1nm。