哈尔滨工业大学帅永教授团队的研究文章“Exciting broadband thermochromic transmission property opposite to vanadium dioxide in the atmospheric window”（二氧化钒热致变色性质相反的宽波段的大气窗口光学开关）发表在Science China Technological Sciences 2024年64卷第7期。文章中基于典型的热致变色材料二氧化钒以及磁极化激元（MP）提出了一种金属与电介质交错而成的周期的光学开关。时域有限差分法的仿真结果表明在3-5 μm的大气窗口波段实现了17.93 dB的消光比（ER），98.38%的调制深度（MD）。该研究可能会应用于辐射制冷和红外光学通讯。
图（a）所提出的光学开关示意图（b）该光开关在开模式下以及关模式下的光谱透射率，光 谱消光比（ER）以及光谱调制深度（MD）（c）-（d）光开关可以认为是两个金属-电介质 交错结构的叠加原理图（e）当光开关处于开模式以及关模式时的磁场分布图（f）光开关的 光谱平均ER以及MD
所提出的光开关如图（a）所示，它是一个七层的金属与电介质交错的周期性结构，其光谱透过率如图（b）所示，当二氧化钒处于金属态时该光开关处于开模式，而当二氧化钒处于电介质时该光开关处于关模式。该七层结构可以视为是两个金属-电介质-金属结构的叠加，如图（c）（d）所示，单个的金属-电介质-金属结构在某一个波长处具有“开关”性能，因此该研究通过叠加实现了“宽波段”的“开关”性能。从光谱消光比可以看到，该光开关在 3.27以及4.7 μm处有两个消光比峰值，最高的消光比达到了17.93 dB。图(e)绘制了当光开关处于开模式以及关模式时的磁场分布图，可以得出结论当二氧化钒处于金属态时由于磁极化激元的 激发使得其透过率得到了增强，而当二氧化钒处于电介质状态时磁极化激元的耦合使得透过率得到了抑制，这就实现了与二氧化钒自身热致变色特性相反的宽带光学开关。图（f）绘制了该光 开关光谱平均的MD以及ER，可以看到在大角度入射时光开关依然可以保持良好的效果。
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