近日,浙江大学在微纳光子学领域传来令人振奋的消息,其研究团队基于二氧化钒相变材料成功开发出可调光谱像素矩阵,相关成果已发表于《Nature Nanotechnology》,并获得多个项目的资助。

在光子器件日益小型化和集成化的大背景下,大多数光子器件的功能往往固定且单一。为了满足多样化的需求,可调光学器件成为了研究的焦点。然而,实现可调性的方法和技术材料各有优缺点,需要进行平衡和选择以适应特定的应用场景。
浙江大学的此次研究提出了单像素可调控的光谱矩阵。该矩阵基于二氧化钒相变材料,单个像素采用微加热器驱动相变,能够实现逐点像素控制。这一创新在提高调制速度、增加调制深度、延长器件寿命等方面取得了重要突破。研究团队还展示了结构色显示及计算光谱探测这两种新型应用。
在研究过程中,对二氧化钒微腔结构的相变性能进行了细致的表征。通过改变二氧化钒的厚度,可以获得全色域的颜色,并且存在众多稳定的中间态,为后续的实际应用奠定了坚实的基础。
通过优化基底传导热通道,将器件的响应速度大幅提升至70kHz。而且,在经过一百万次切换后,器件性能没有明显退化,这使得其在微型显示器及光谱调控等领域具备了广阔的应用前景。
与之前的电可调相变材料器件相比,此次研究成果在像素级可编程性、调制频率、器件稳定性、多状态控制等方面均有显著的进步。同时,展示的结构色显示及用于光谱检测的时空调制概念也令人眼前一亮。
何赛灵教授作为通讯作者,其团队成员在研究中发挥了重要作用。何赛灵教授主要从事先进光电技术研究,此次研究成果无疑是其团队在该领域的又一重要贡献。相信这一成果将为微纳光子学的发展注入新的活力,推动相关技术的进一步创新和应用。
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