Banner
本文由论文作者团队投稿
近日，北京大学物理学院极端光学团队与合作者利用介质非手性结构实现了一种可高度集成的圆偏振光电探测器。该器件可在可见光宽波段内工作，具有极高的圆偏振分辨比。它通过圆偏振分辨的近场模式工作，突破了常规基于材料手性或结构手性实现圆偏振光探测的思路，为集成式圆偏振探测器提供了新的路径。
该工作以“High Discrimination Ratio, Broadband Circularly Polarized Light Photodetector Using Dielectric Achiral Nanostructures”为题发表于Light: Science & Applications。
北京大学博士生张冠宇为第一作者，北京大学物理学院研究员吕国伟和北京科技大学研究员程宇清为通讯作者。研究工作得到了人工微结构和介观物理国家重点实验室、纳光电子前沿科学中心、国家重点研发计划、国家自然科学基金、量子物质科学协同创新中心和极端光学协同创新中心等支持。
图1：非手性结构中的圆偏振分辨近场模式 a. 局域光场示意图；b.近场模式驱动热载流子，产生方向相反的光电流；c.圆偏振光下的近场模式仿真结果；d.光发射电子显微镜观察到的近场模式分布。
图2a, b展示了所设计的圆偏振敏感光电探测器，器件包含多列“电极-V型槽-电极”结构，以抑制由于加工误差和非对称性接触所带来的本底光电流干扰。为避免不同V型槽产生的热电压相互抵消，相邻两列V型槽反向。在零偏压下，得益于左旋光与右旋光激发的光电压方向相反，器件在整个可见波段内都有着极高的分辨比，最高可达~102（图2c-e）。分辨比，又称不对称因子，定义为左旋光与右旋光激发的光响应之差的绝对值比上其平均值，常用于表征器件的圆偏振分辨能力。器件的暗噪声低，大气稳定性良好，对光场椭圆度变化高度敏感，最低可探测0.03°的光场椭圆度变化。
图2 器件结构及测试结果a. 器件结构图；b.器件SEM图；c-e. 405 nm, 520 nm和638 nm波长下随光场偏振态变化的光电压。
论文信息
Zhang, G., Lyu, X., Qin, Y. et al. High discrimination ratio, broadband circularly polarized light photodetector using dielectric achiral nanostructures. Light Sci Appl 13, 275 (2024).
Banner
如下数据来自Web of Science，Light: Science & Applications的高被引文章数量在国内同类期刊中稳居领军地位。截至目前：
超过2000次引用的文章有1篇
https://doi.org/10.1038/lsa.2014.99
超过600次引用的文章有9篇
https://doi.org/10.1038/lsa.2013.28
https://doi.org/10.1038/lsa.2014.42
https://doi.org/10.1038/lsa.2016.17
https://doi.org/10.1038/lsa.2016.76
https://doi.org/10.1038/s41377-019-0148-8
https://doi.org/10.1038/lsa.2014.22
https://doi.org/10.1038/lsa.2015.137
https://doi.org/10.1038/lsa.2014.58
超过300次引用的文章有58篇
超过200次引用的文章有142篇
超过100次引用的文章有350篇
超过50次引用的文章有680篇
欢迎课题组投宣传稿
请扫码联系值班编辑
👇 关注我 👇
