An incandescent metasurface for quasimonochromatic polarized mid-wave infrared emission modulated beyond 10 MHz.
An incandescent metasurface for quasimonochromatic polarized mid-wave infrared emission modulated beyond 10 MHz.
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DOI：
10.1038/s41467-021-21752-w
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发表时间：
2021-03-05
影响因子：
16.6
通讯作者：
Greffet JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wojszvzyk L;Nguyen A;Coutrot AL;Zhang C;Vest B;Greffet JJ
白炽光源，如热膜和globar广泛用于中红外光谱应用。这些源的发射特性可以通过共振超颖表面来定制：已经报道了光谱、偏振和方向性的控制。对于检测或通信应用，快速温度调制是期望的，但由于热惯性仍然是一个挑战。降低热惯性可以使用纳米级结构以低吸收和发射横截面为代价来实现。在这里，我们介绍了一种超表面，它结合了纳米级加热器，以确保快速的热响应和纳米光子共振，以提供大的单色和偏振发射率。超颖表面是基于铂和氮化硅，可以承受高温。我们报告的峰值发射率为0.8和操作高达20 MHz，6个数量级的速度比市售热膜。中红外光谱法需要白炽光源。在这里，作者提出了一种纳米加热器的超表面，它能够实现超过10 MHz的快速热调制和发射率，并具有良好控制的发射光谱和偏振。
Incandescent sources such as hot membranes and globars are widely used for mid-infrared spectroscopic applications. The emission properties of these sources can be tailored by means of resonant metasurfaces: control of the spectrum, polarization, and directivity have been reported. For detection or communication applications, fast temperature modulation is desirable but is still a challenge due to thermal inertia. Reducing thermal inertia can be achieved using nanoscale structures at the expense of a low absorption and emission cross-section. Here, we introduce a metasurface that combines nanoscale heaters to ensure fast thermal response and nanophotonic resonances to provide large monochromatic and polarized emissivity. The metasurface is based on platinum and silicon nitride and can sustain high temperatures. We report a peak emissivity of 0.8 and an operation up to 20 MHz, six orders of magnitude faster than commercially available hot membranes. Incandescent sources are needed for mid-infrared spectroscopy. Here, the authors present a metasurface of nanoheaters that enables fast thermal modulation beyond 10 MHz and emissivity with well controlled emission spectrum and polarization.
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影响因子：
64.8
作者：
Chen, Hou-Tong;Padilla, Willie J.;Averitt, Richard D.
通讯作者：
Averitt, Richard D.
影响因子：
4
作者：
Downes, A;Dumas, P;Welland, ME
通讯作者：
Welland, ME
影响因子：
4.6
作者：
Barritault, Pierre;Brun, Mickael;Nicoletti, Sergio
通讯作者：
Nicoletti, Sergio
DOI：
10.1364/josaa.22.001844
发表时间：
2005-09-01
影响因子：
1.9
作者：
Hugonin, JP;Lalanne, P
通讯作者：
Lalanne, P
影响因子：
1.6
作者：
Lawton, L. M.;Mahlmeister, N. H.;Nash, G. R.
通讯作者：
Nash, G. R.