Известия Саратовского университета.

Новая серия. Серия Физика

ISSN 1817-3020 (Print)
ISSN 2542-193X (Online)

Для цитирования:

Муламахавш А. Ф., Симоненко Г. В. Пропускание модулятора терагерцового излучения в зависимости от параметров многослойной периодической жидкокристаллической структуры // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2026. Т. 26, вып. 3. С. 286-294. DOI: 10.18500/1817-3020-2026-26-3-286-294, EDN: MTRTNY

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Опубликована онлайн: 
30.09.2026
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 16)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Оптика и спектроскопия. Лазерная физика
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
535.361:610.849.19:618.723
DOI: 
10.18500/1817-3020-2026-26-3-286-294
EDN: 
MTRTNY

Пропускание модулятора терагерцового излучения в зависимости от параметров многослойной периодической жидкокристаллической структуры

Авторы: 
Муламахавш Анфал Фадиль Ахмед, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Симоненко Георгий Валентинович, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Аннотация: 

На основе матричного метода Абелеса в рамках компьютерного моделирования выполнено исследование оптических характеристик жидкокристаллического модулятора терагерцового излучения оригинальной конструкции на основе периодической структуры с определенным числом элементарных π-ячеек. Для модуляции излучения используется явление многоволновой интерференции в периодической жидкокристаллической структуре. Обнаружено различие в функциональных зависимостях оптической плотности устройства от конструктивных параметров жидкокристаллической ячейки в оптическом и терагерцовом диапазонах. Установлено, что оптические характеристики модулятора в терагерцовом диапазоне существенным образом зависят от величин толщин стеклянных подложек и электродных слоев элементарных жидкокристаллических ячеек. Отмечено, что число элементарных π-ячеек, входящих в конструкцию модулятора, максимально влияют на его оптические характеристики. Результаты, изложенные в статье, представляют интерес для разработчиков модуляторов терагерцового излучения.

Ключевые слова: 
модулятор
жидкий кристалл
компьютерное моделирование
Список источников: 
  1. Gangwar R. K., Pathak A. K., Kumar S. Recent progress in photonic crystal devices and their applications: A review // Photonics. 2023. Vol. 10, № 11. Art. 1199. https://doi.org/10.3390/photonics1011119
  2. Амин Я. М., Маджид А. А., Хусейн А. Д., Касим Н. Х., Касем В. Фотонные кристаллы: оптимизация характеристик и перспективы оптических приложений // РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2024. Т. 16, № 6. С. 707–720. https://doi.org/10.17725/rensit.2024.16.707
  3. Муламахавш Анфал Фадиль Ахмед, Симоненко Г. В. Конструкция модулятора терагерцового излучения на основе эффекта многоволновой интерфенции в слоистой структуре, состоящей из большого числа жидкокристаллических π-ячеек // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Физика. 2025. Т. 25, вып. 4. С. 438–448. https://doi.org/10.18500/1817-3020-2025-25-4-438-448, EDN: NPDCQA
  4. Zhou Le, Zhong T., Liu Yu., Yu T., Neyts K., Luo Zh., Wang H., Sun J., Zhou Ji, Shen Ya. When structured light encounters liquid crystals // Adv. Funct. Mater. 2024. Vol. 34. Art. 2404614. https://doi.org/10.1002/adfm.202404614
  5. Wang L., Wang Ya., Zong G., Hu W., Lu Ya. Liquid crystal based tunable terahertz metadevices // J. of Materiomics. 2025. Vol. 11, № 1. P. 10–16. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2024.04.012
  6. Harter T., Fuellner C., Kemal J. N., Ummethala S., Steinmann J. L., Brosi M., Hesler J. L., Bruendermann E., Mueller A. S., Freude W., Randel S., Koos C. Generalized Kramers–Kronig receiver for coherent terahertz communications // Nature Photonics. 2020. Vol. 14, № 10. P. 601−606. https://doi.org/10.1038/s41566-020-0675-0
  7. Гибин И. С., Котляр П. В. Приёмники излучения терагерцового диапазона (обзор) // Успехи прикладной физики. 2018. Т. 6, № 2. С. 117–129. EDN: UOIVWF
  8. Терагерцовая фотоника: коллективная монография / [под редакцией В. Я. Панченко, А. П. Шкуринова]. М. : Российская академия наук, 2023. 711 с.
  9. Ушаков А. П., Чижов П. А., Букин В. В., Гарнов С. В. Генерация терагерцового излучения в плазме оптического пробоя газов // УФН. 2024. Т. 194, № 2. С. 169–189. https://doi.org/10.3367/UFNr.2023.10.039579
  10. Lin Q. W., Wong H., Huitema L., Crunteanu A. Coding metasurfaces with reconfiguration capabilities based on optical activation of phase-change materials for terahertz beam manipulations // Adv. Opt. Mater. 2022. Vol. 10, № 1. Art. 2101699. https://doi.org/10.1002/adom.202101699
  11. Fu X., Yang F., Liu C., Wu X., Cui T. J. Terahertz beam steering technologies: From phased arrays to field-programmable metasurfaces // Adv. Opt. Mater. 2020. Vol. 8, № 3. Art. 1900628. https://doi.org/10.1002/adom.201900628
  12. Oh-e M., Zheng D.-Y. Reversibly switching liquid crystals between three orthogonal orientation states for use in rapid-response THz phase shifters // Optics Express. 2023. Vol. 31, № 5. Р. 8632–8640. https://doi.org/10.1364/oe.48417
  13. Herrmann E., Gao H., Huang Zh., Sitaram S. R., Ma K., Wang X. Sitaram, Ma Ke, Wang Xi. Modulators for mid-infrared and terahertz light // J. Appl. Phys. 2020. Vol. 128, iss. 14. Art. 140903. https://doi.org/10.1063/5.0025032
  14. Сухариер А. С. Жидкокристаллические индикаторы. М. : Радио и связь, 1991. 256 с.
  15. Azzam R. M. A., Bashara N. M. Ellipsometry and polarized light. Amsterdam, North Holland, 1977. XVII+529 p.
  16. Yakovlev D. A., Chigrinov V. G., Kwok H. S. Modeling and optimization of LCD optical performance. Chichester, Wiley, 2015. XXIII+554 p. https://doi.org/10.1002/9781118706749
  17. Симоненко Г. В. Компьютерное моделирование характеристик быстродействующих классических модуляторов на основе жидких кристаллов. Саратов : Изд-во Саратовского университета, 2018. 136 с.
  18. Калитеевский Н. И. Волновая оптика. СПб. : Лань, 2025. 468 с.
  19. Севостьянов В. П., Аристов В. Л., Митрохин М. В. Жидкокристаллические дисплеи: электрооптика, управление, конструкция и технология. Минск : Микровидеосистемы, 1998. 508 с.
  20. Зайцев К. И., Долганова И. Н., Черномырдин Н. В., Командин Г. А., Лаврухин Д. В., Решетов И. В., Курлов В. Н., Пономарев Д. С., Тучин В. В., Спектор И. Е., Карасик В. Е. Применение терагерцовых технологий в биофотонике. Часть 1: Методы терагерцовой спектроскопии и визуализации тканей // Фотоника. 2019. Т. 13, № 7. С. 680–687. https://doi.org/10.22184/1993-7296FRos.2019.13.7.680.687
  21. Князев Б. А., Черкасский В. С. Терагерцовое излучение: публикации последнего десятилетия. Новосибирск : Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера, 2002. 42 с.
  22. Singh A., Pashkin A., Winnerl St., Welsch M., Beckh C., Sulzer Ph., Leitenstorfer A., Helm M., Schneider H. Up to 70 THz bandwidth from an implanted Ge photoconductive antenna excited by a femtosecond Er:fibre laser // Light: Science & Applications. 2020. Vol. 9. Art. 30. https://doi.org/10.1038/s41377- 020-0265-4
  23. Burdanova M. G., Katyba G. M., Kashtiban R., Komandin G. A., Butler-Caddle E., Staniforth M., Mkrtchyan A. A., Krasnikov D. V., Gladush Y. G., Sloan J., Nasibulin A. G., Lloyd-Hughes J. // Carbon. 2021. Vol. 173. P. 245–252. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.11.008
  24. Макеева Г. С. Магнитоплазмоника графена как платформа для создания устройств терагерцового и среднего инфракрасного диапазонов с комбинированной электрической и магнитной перестройкой (обзор проблемы) // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико-математические науки. 2024. № 4. С. 118–138. https://doi.org/10.21685/2072-3040-2024-4-10
  25. Guo Q., Yu R., Li C., Yuan Sh., Deng B., de Abajo F. J. G., Xia F. Efficient electrical detection of mid-infrared graphene plasmons at room temperature // Nature Materials. 2018. Vol. 17. P. 986–992. https://doi.org/10.1038/s41563-018-0157-7
Поступила в редакцию: 
08.05.2026
Принята к публикации: 
17.06.2026
Опубликована: 
30.09.2026
  • 51 просмотр