南京大學(xué)成功制成超薄光纖偏振態(tài)分析儀
光纖偏振功能集成——光的偏振作為光的一種基本屬性，涉及到通信、成像、導(dǎo)航、傳感等幾乎所有光學(xué)相關(guān)的領(lǐng)域。但是，光學(xué)偏振的探測(cè)卻并不很容易。目前商用的探測(cè)器基本都只對(duì)光強(qiáng)和顏色敏感，而如需探測(cè)偏振則需要用到一系列沿光路串聯(lián)排列的光學(xué)、機(jī)械、電學(xué)元件，包括透鏡、棱鏡、偏光片、波片、濾光片、探測(cè)器、機(jī)械部件等。因此，如何方便地對(duì)各種偏振分量進(jìn)行測(cè)量就成了實(shí)際中的一個(gè)核心問(wèn)題。 TB6m0qX (
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日前，南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)院徐飛教授、郝玉峰教授、陳燁副研究員、陸延青教授團(tuán)隊(duì)和物理學(xué)院詹鵬教授，聯(lián)合中國(guó)科技大學(xué)石孟竹博士、陳仙輝院士團(tuán)隊(duì)、廈門大學(xué)陳錦輝副教授和日本國(guó)家材料科學(xué)研究所Kenji Watanabe博士和Takashi Taniguchi博士團(tuán)隊(duì)，將三個(gè)由二維材料組成的透明光電功能單元串行集成，成功地在人頭發(fā)絲般粗細(xì)的光纖的端面制作出了一個(gè)大小約為人類頭發(fā)橫截面的 1/100，厚度為100 nm級(jí)的光偏振傳感器（圖1），能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確、高效地檢測(cè)光的多種偏振態(tài)。這是一項(xiàng)有助于推進(jìn)通信、成像、醫(yī)療和遙感領(lǐng)域的突破。 ;)0w:Zn/[
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圖1. (A) 光纖集成偏振計(jì)的實(shí)物照片。光纖固定在外徑為2.5 mm，內(nèi)徑為125 μm的光纖陶瓷插芯中。 (B) 器件結(jié)構(gòu)的偽彩色SEM圖像。白色虛線的圓圈代表光纖的纖芯區(qū)域。 @{
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如圖2所示，在器件設(shè)計(jì)上，該工作選用了各向同性的硒化鉍（Bi2Se3）作為第一層功率校準(zhǔn)單元，利用Bi2Se3對(duì)入射光的偏振不敏感，并且具有0.3 eV的窄帶隙，可以很好的進(jìn)行紅外光的功率測(cè)量。在第二和第三層偏振探測(cè)單元中，研究者們選擇了各向異性的多層黑磷（BP）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)入射光偏振的檢測(cè)，其具有0.3 eV的窄帶隙、高遷移率和高度各向異性的紅外光電響應(yīng)。在每一層單元之上，都使用一層六方氮化硼（hBN）薄膜進(jìn)行絕緣和封裝。第二和第三層單元的兩片黑磷的晶向存在一定角度的扭轉(zhuǎn)，導(dǎo)致它們對(duì)入射偏振光的響應(yīng)曲線存在差異，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)偏振的精確分析。 AF\T\mtvRm
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