研究目的
利用基于石墨烯的超表面调制器展示中长波红外计算光谱学。
研究成果
该研究成功展示了在中长波红外范围内使用石墨烯超表面调制器进行光谱重建。重建的光谱与傅里叶变换红外（FTIR）系统的直接测量结果高度吻合，表明其在各类应用中具有开发紧凑轻便型红外光谱仪的潜力。
研究不足
该研究的局限性在于反射凹陷的调谐范围有限，且需要进一步优化以实现无间隙调谐。如表征间隔后需重新进行重建所示，该方法随时间的稳健性也是一个考量因素。
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基于石墨烯超表面调制器的中长波红外计算光谱学
DOI：10.1038/s41598-020-61998-w
期刊：Scientific Reports
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
近年来，基于石墨烯等新兴材料的中长波红外调制器研发备受关注。这类调制器虽常用于光通信领域，但也适用于红外场景投影仪等专业应用。本研究探索了石墨烯调制器在中长波红外领域的新应用：我们首次利用基于石墨烯的超表面调制器实现了中长波红外的计算光谱技术。该超表面器件可在低栅极电压下工作。为演示计算光谱技术，我们将调制器在不同栅极电压下的反射光谱测量值及反射光功率随栅极电压变化的测量数据输入算法，由算法推算出入射光谱。结果表明，重构光谱与傅里叶变换红外光谱仪直接测量的结果高度吻合，归一化平均绝对误差（nMAE）仅为0.021。
作者：
Vivek Raj Shrestha，Benjamin Craig，Jiajun Meng，James Bullock，Ali Javey，Kenneth B. Crozier
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