图3-1(b)给出了电磁波垂直入射时TM极化波(实线)和TE极化波(虚线)的传输曲线。可见两种极化波的传输都出现了EIT现象,并且对应的曲线完全重合,从而表明该结构具有极化不敏感特性。为使读者更好地理解电磁诱导透明现象的物理含义,图3-2(a)、图3-2(b)和图3-2(c)分别给出了邻边开口结构在对应图3-1(b)的3个谐振频率2.24 THz、2.94 THz和3.92 THz处的表面电流分布。可见,在谐振频率2.24 THz处,电流沿逆时针方向形成环形电流,产生类LC谐振,类似于单个开口谐振环的LC谐振,没有形成明显的电偶极矩,只能与入射场形成很弱的耦合,电磁波损耗较少,属于暗模式。在谐振频率3.92 THz处,表面电流形成上下方向对称的偶极电流,电流强度较强,形成电偶谐振,可与入射波形成强耦合,电磁波损耗较大,属于明模式。位于EIT谐振频率2.94 THz的表面电流由于明模式与暗模式的相干相消,表面电流强度明显减弱,明模式和暗模式均得到抑制,从而在一个宽的吸收带中形成一个窄带的透明窗,进而形成EIT现象。
图3-1 邻边开口方环结构的周期单元及其对应的传输曲线
图3-2 邻边开口结构在不同谐振频率处的表面电流分布
石墨烯材料的研究热点在于可以通过改变外加电压来动态调节石墨烯的电导率或介电常数。图3-3给出了极化不敏感的邻边开口结构对应不同μc的传输曲线。可见当μc从0.5 e V、0.7 e V到0.9 e V变化时,EIT透明窗的工作频率在一个宽的频率范围内发生明显蓝移,EIT的透射幅度降低,与此同时两侧谐振谷的幅度也减小。因此,对极化不敏感的邻边开口结构,可通过控制化学势实现对EIT现象的动态调控,从而该结构在可调太赫兹慢光器件、滤波器、传感器等方面有重要的应用前景。(www.xing528.com)
图3-3 石墨烯化学势的变化对传输特性的影响
图3-4给出了斜入射时,TE极化波和TM极化波的EIT随入射角度的变化。对于TE极化波,随着入射角度的增大,EIT谐振峰(实线)以及两侧谐振谷(虚线)对应的透射率均减小,并且高频谐振谷处减小的幅度大于低频谐振谷处减小的幅度。同时,EIT谐振峰的频率也随入射角度的增大而发生红移。对于TM极化波,随着入射角度的增大,EIT谐振峰以及两侧谐振谷处的透射率均增大,并且高频谐振谷处减小的幅度小于低频谐振谷处增加的幅度,EIT谐振频率发生蓝移。为此,通过调节入射角度可产生不同工作频率和幅度的EIT现象。
图3-4 不同入射角对应的EIT传输
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