Ultrafast dynamic mid-infrared beam steering via hot-electron modulation in graphene metasurfaces

石墨烯 超短脉冲 红外线的 调制(音乐) 光束转向 阴极射线 材料科学 光电子学 电子 梁(结构) 光学 纳米技术 物理 激光器 量子力学 声学
作者
Qing‐Hua Qin,Lizhong Xu,Yiming Yu,Ziying Li,Shuguang Zhu,Zhigang Zheng,He Ma,Qian Yu,Jiale He,Weiwei Tang,Guanhai Li,Xiaoshuang Chen
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:126 (16)
标识
DOI:10.1063/5.0249898
摘要

Ultrafast dynamic wavefront control is pivotal for advancing photonics applications in LiDAR, high-resolution imaging, and quantum information processing. Conventional wavefront control techniques, such as mechanical beam steering and liquid-crystal-based modulators, are limited by slow response times and bulky configurations, making them unsuitable for high-speed, on-chip applications. In this work, we propose a graphene-based phase-gradient metasurface that leverages hot-electron dynamics for tunable, ultrafast wavefront control in the mid-infrared regime. By precisely modulating the electron temperature in graphene with femtosecond laser pulses, our device achieves real-time beam steering with a maximum reflection angle shift of 21° within 104 fs, as well as dual-focal length switching. The device demonstrates high reflectivity, continuous 2π phase modulation, and an achromatic response over a substantial bandwidth, making it a robust solution for high-speed optical encoding and adaptive optics. This graphene-based platform provides a compact, reconfigurable solution that overcomes the limitations of traditional and emerging approaches, establishing a foundation for next-generation integrated photonics systems.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
豆豆欢欢乐完成签到 ,获得积分10
1秒前
懒羊羊大王完成签到 ,获得积分10
2秒前
了凡完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
忧虑的静柏完成签到 ,获得积分10
11秒前
山山而川发布了新的文献求助10
11秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
风不尽,树不静完成签到 ,获得积分10
17秒前
碧蓝巧荷完成签到 ,获得积分10
27秒前
十三完成签到 ,获得积分10
31秒前
乐人完成签到 ,获得积分10
31秒前
swordshine完成签到,获得积分10
34秒前
wyh295352318完成签到 ,获得积分10
45秒前
老迟到的问安完成签到 ,获得积分10
1分钟前
君无名完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Fairy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我是笨蛋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
半壶月色半边天完成签到 ,获得积分10
1分钟前
minnie完成签到 ,获得积分10
1分钟前
绿袖子完成签到,获得积分10
1分钟前
慧海拾穗完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小李完成签到 ,获得积分10
1分钟前
我很好完成签到 ,获得积分10
1分钟前
珍珠火龙果完成签到 ,获得积分10
1分钟前
elsa622完成签到 ,获得积分10
1分钟前
steven完成签到 ,获得积分10
2分钟前
fqpang完成签到 ,获得积分10
2分钟前
刺猬完成签到,获得积分10
2分钟前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
归尘应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
wwj1009完成签到 ,获得积分10
2分钟前
明明完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780879
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326359
关于积分的说明 10226694
捐赠科研通 3041539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669502
邀请新用户注册赠送积分活动 799081
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758732