Nanoelectromechanical Tuning of High-Q Slot Metasurfaces.
Nanoelectromechanical Tuning of High-Q Slot Metasurfaces.
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DOI：
10.1021/acs.nanolett.3c00999
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发表时间：
2023-06-28
期刊：
影响因子：
10.8
通讯作者：
Faraon, Andrei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zheng, Tianzhe;Kwon, Hyounghan;Faraon, Andrei
纳米机电器件已经广泛应用于光子学、电子学和声学的许多应用中。将它们结合到超颖表面系统中可能有利于设计新型有源光子器件。在这里，我们提出了一种设计的有源超颖表面使用的纳米机电系统（NEMS）组成的硅棒，其工作在CMOS电平的电压，并实现相位调制与波长级像素间距。通过对在硅条之间传播的槽模引入扰动，该器件在高Q状态下工作，使得光学模式对机械运动高度敏感。通过全波模拟观察到超过12 dB的反射调制，并且在CMOS水平电压下的概念验证实验中实现了超过10%。我们还模拟了一个器件与1.8π相位响应使用底部的黄金镜。在此基础上，设计了一个3像素的光束偏转器，其衍射效率为75%。
Nanoelectromechanical devices have been used widely in many applications across photonics, electronics, and acoustics. Their incorporation into metasurface systems could be beneficial in designing new types of active photonic devices. Here, we propose a design of active metasurfaces using a nanoelectromechanical system (NEMS) composed of silicon bars which operates under CMOS-level voltage and achieves phase modulation with wavelength-scale pixel pitch. By introducing a perturbation to the slot mode propagating between the silicon bars, the device operates in a high-Q regime, making the optical mode highly sensitive to mechanical movement. An over 12 dB reflection modulation is observed by full-wave simulation, and over 10% is achieved in the proof-of-concept experiment under CMOS-level voltage. We also simulate a device with 1.8π phase response using a bottom gold mirror. Based on this device, a 3-pixel optical beam deflector is shown to have 75% diffraction efficiency.
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影响因子：
7
作者：
Conteduca, Donato;Arruda, Guilherme S.;Barth, Isabel;Wang, Yue;Krauss, Thomas F.;Martins, Emiliano R.
通讯作者：
Martins, Emiliano R.
影响因子：
16.6
作者：
Faraji-Dana M;Arbabi E;Arbabi A;Kamali SM;Kwon H;Faraon A
通讯作者：
Faraon A
影响因子：
4.6
作者：
Han Z;Colburn S;Majumdar A;Böhringer KF
通讯作者：
Böhringer KF
DOI：
10.1109/tcsii.2007.892228
发表时间：
2007-05-01
影响因子：
4.4
作者：
Arcamone, Julien;Misischi, Bertrand;Perez-Murano, Francesc
通讯作者：
Perez-Murano, Francesc
影响因子：
8.6
作者：
Koshelev, Kirill;Lepeshov, Sergey;Kivshar, Yuri
通讯作者：
Kivshar, Yuri