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Mar 29, 2023

fonón coherente

7 de marzo de 2023 Este artículo

7 de marzo de 2023

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por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias

Mediante el uso de tecnología ultrarrápida de detección de bombas con resolución de tiempo, los investigadores dirigidos por el profesor Sheng Zhigao de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS) de la Academia de Ciencias de China se dieron cuenta de la modulación de birrefringencia de frecuencia en gigahercios (GHz) inducida por fonones coherentes ultrarrápidos en titanato de estroncio (SrTiO3) cristales.

Según los investigadores, se encontró que la frecuencia de operación era mucho más alta que la frecuencia de corte de los moduladores fotoelásticos disponibles en el mercado.

El estudio fue publicado en Advanced Science.

Un material especial con birrefringencia puede dar forma a la luz. El modulador fotoelástico basado en la tecnología de modulación de birrefringencia es uno de los componentes centrales de la tecnología óptica moderna. En la actualidad, la mayoría de los moduladores fotoelásticos utilizan la tensión mecánica que proporcionan los materiales piezoeléctricos para impulsar los cristales fotoelásticos y lograr la modulación de birrefringencia, y su frecuencia de funcionamiento está limitada por la frecuencia de resonancia de los cristales fotoelásticos/piezoeléctricos, que generalmente es del orden de los kilohercios (kHz). . Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar materiales birrefringentes y técnicas de modulación con una frecuencia operativa de GHz.

"Encontramos el efecto de birrefringencia óptica de GHz inducido por fonones coherentes ultrarrápidos en cristales de perovskita SrTiO3 y lo manipulamos ópticamente", dijo Sheng Zhigao, autor correspondiente del estudio, "usando el sistema de bomba-sonda ultrarrápida en nuestro laboratorio magneto-óptico de alto campo magnético. ."

En primer lugar, utilizaron pulsos de láser ultrarrápidos para generar fonones acústicos coherentes con baja amortiguación en la heteroestructura del transductor/SrTiO3.

Después de examinar una serie de materiales, descubrieron que las películas delgadas de semiconductores de LaRhO3 como transductores podían obtener eficiencias de conversión de energía fotón-fonón relativamente altas.

Luego, en la heteroestructura optimizada, se encuentra que los fonones acústicos coherentes ultrarrápidos pueden inducir birrefringencia óptica con una frecuencia de GHz en cristales de SrTiO3 sensibles al estrés.

Además, los investigadores realizaron la manipulación óptica de fonones coherentes y su birrefringencia de GHz inducida utilizando una técnica de doble bomba.

Este descubrimiento revela un mecanismo de modulación de birrefringencia óptica ultrarrápida y proporciona una base técnica para la aplicación de dispositivos acústico-ópticos de alta frecuencia GHz.

Más información: Tao Sun et al, Birrefringencia óptica de gigahercios inducida por fonones coherentes y su manipulación en SrTiO 3, Advanced Science (2023). DOI: 10.1002/advs.202205707

Información del diario:ciencia avanzada

Proporcionado por la Academia de Ciencias de China