Термическое переключение между полным поглощением и асимметричным пропусканием в метаматериалах с диоксидом ванадия

В этой работе предложено переключаемое устройство на основе двухфункционального метаматериала с гибридной наноструктурой из золота и диоксида ванадия (VO₂). Благодаря переходу VO₂ из металлического состояния в изолирующее и обратно можно термически переключать полное поглощение и асимметричное пропускание (AT) циркулярно поляризованного света в ближнем инфракрасном диапазоне. В металлическом состоянии разработанный метаматериал действует как хирально-селективный плазмонный поглотитель, обеспечивая оптический круговой дихроизм (CD) с максимальным значением около 0,7. В изолирующем состоянии устройство демонстрирует двухполосный эффект AT. Для объяснения механизмов хирально-селективного полного поглощения и эффекта AT представлены модель гибридизации и распределения электромагнитного поля. Также обсуждается влияние параметров структуры на круговой дихроизм и эффект AT. Кроме того, устройство сохраняет свойства полного поглощения, выраженного кругового дихроизма и эффекта AT при изменении угла падения света. Эта работа может стать основой для разработки многофункциональных оптоэлектронных устройств, таких как тепловые излучатели, оптические модуляторы, спектрометры кругового дихроизма и оптические изоляторы, и других устройств.2222