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Mar 29, 2023

Phonon cohérent

7 mars 2023 Cet article

7 mars 2023

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par Zhang Nannan, Académie chinoise des sciences

À l'aide de la technologie de détection de pompe à résolution temporelle ultrarapide, des chercheurs dirigés par le professeur Sheng Zhigao des Instituts Hefei des sciences physiques (HFIPS) de l'Académie chinoise des sciences ont réalisé la modulation de biréfringence de fréquence gigahertz (GHz) induite par des phonons cohérents ultrarapides dans le titanate de strontium cristaux de (SrTiO3).

Selon les chercheurs, la fréquence de fonctionnement s'est avérée beaucoup plus élevée que la fréquence de coupure des modulateurs photoélastiques disponibles dans le commerce.

L'étude a été publiée dans Advanced Science.

Un matériau spécial avec biréfringence peut façonner la lumière. Le modulateur photoélastique basé sur la technologie de modulation de la biréfringence est l'un des composants essentiels de la technologie optique moderne. À l'heure actuelle, la plupart des modulateurs photoélastiques utilisent la contrainte mécanique fournie par les matériaux piézoélectriques pour entraîner les cristaux photoélastiques afin d'obtenir une modulation de biréfringence, et leur fréquence de fonctionnement est limitée par la fréquence de résonance des cristaux photoélastiques/piézoélectriques, qui est généralement de l'ordre du kilohertz (kHz) . Par conséquent, il est urgent de développer des matériaux biréfringents et des techniques de modulation avec une fréquence de fonctionnement GHz.

"Nous avons trouvé l'effet de biréfringence optique GHz induit par des phonons cohérents ultrarapides dans des cristaux de pérovskite SrTiO3 et l'avons manipulé optiquement", a déclaré Sheng Zhigao, auteur correspondant de l'étude, "en utilisant le système pompe-sonde ultrarapide dans notre laboratoire magnéto-optique à champ magnétique élevé. ."

Tout d'abord, ils ont utilisé des impulsions laser ultrarapides pour générer des phonons acoustiques cohérents avec un faible amortissement dans l'hétérostructure transducteur/SrTiO3.

Après avoir examiné une série de matériaux, ils ont découvert que les films minces semi-conducteurs LaRhO3 en tant que transducteurs pouvaient obtenir des efficacités de conversion d'énergie photon-phonon relativement élevées.

Ensuite, dans l'hétérostructure optimisée, on constate que des phonons acoustiques cohérents ultrarapides peuvent induire une biréfringence optique avec une fréquence GHz dans des cristaux de SrTiO3 sensibles au stress.

De plus, les chercheurs ont réalisé la manipulation optique des phonons cohérents et leur biréfringence GHz induite en utilisant une technique de double pompe.

Cette découverte révèle un mécanisme de modulation de biréfringence optique ultra-rapide et fournit une base technique pour l'application de dispositifs acousto-optiques à haute fréquence GHz.

Plus d'information: Tao Sun et al, Biréfringence optique Gigahertz induite par un phonon cohérent et sa manipulation dans SrTiO 3, Advanced Science (2023). DOI : 10.1002/advs.202205707

Informations sur la revue :Sciences avancées

Fourni par l'Académie chinoise des sciences