本推文为您介绍Frontiers of Optoelectronics(FOE) 期刊2021年的高被引文章，内容涉及钙钛矿、超表面、3D打印，太赫兹技术，希望能为相关领域学者提供新的思路和参考，欢迎广大读者和作者朋友阅读引用。

 

1.

【RESEARCH】Material exploration via designing spatial arrangement of octahedral units: a case study of lead halide perovskites

Pengfei FU, Sanlue HU, Jiang TANG, Zewen XIAO

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(2): 252-259.

https://doi.org/10.1007/s12200-021-1227-z

【文章导读】近年来卤化物钙钛矿作为一种可广泛用于各种光电子器件的半导体材料引起了极大的关注。金属卤化物的功能性八面体单元及其空间排列对这些材料的光电性能起着关键作用。目前，在材料探索方面的大部分工作都集中在功能性八面体单元组成元素的替代上，却很少考虑功能单元空间排列的设计。在这项工作中，通过基于密度泛函理论（DFT）的全局结构搜索，作者发现了一种亚稳态的三维蜂窝状钙钛矿结构，其功能性八面体单元通过混合的边共享和角共享排列。他们通过实验证实，具有合适尺寸和形状的二价分子阳离子，如2,2'-二咪唑（BIM），可以稳定蜂窝状钙钛矿结构。DFT计算和测试结果均表明，通过溶液法合成的BIMPb₂I₆式的蜂窝状钙钛矿具有较高的电子维度、2.1 eV的直接允许带隙、较小的电子和空穴有效质量以及较高的光学吸收系数，表明这种材料光电应用的巨大潜力。DFT和实验研究的结合也为通过功能单元的空间排列探索可能的半导体光电材料提供了一种示范性的方法。

【图片摘要】

 

2.

【REVIEW】Nanoimprint lithography for high-throughput fabrication of metasurfaces

Dong Kyo OH, Taejun LEE, Byoungsu KO, Trevon BADLOE, Jong G. OK, Junsuk RHO

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(2): 229-251.

https://doi.org/10.1007/s12200-021-1121-8

【文章导读】超表面由周期性的亚波长纳米结构组成，具有天然材料没有的光学特性。它们在光学全息、波前整形和结构彩色印刷等方面的应用已经得到了广泛的研究。然而，由于制造成本高、产率低，电子束光刻并不适用于大面积超表面的制作。尽管全息光刻和等离子体光刻等替代技术可以克服这些问题，但这些方法仍然受到光学衍射极限的限制。为了解决这一根本问题，研究人员对纳米图案化工艺进行了积极的研究，纳米压印刻蚀（NIL）成为了最前沿的技术。由于NIL只是复制模具的纳米图案，无需考虑衍射极限，因此可以实现足够高的产率和图案化分辨率，从而为超表面的制造带来了迅猛的发展。在这篇综述中，作者重点介绍了用于制造超表面的各种NIL技术，其中包括传统的NIL和用于超表面可扩展制造的各种NIL方法。他们还讨论了NIL在超表面制造中的最新应用。最后对每种方法进行了总结和展望，并给出了关于主动式超表面高产率制造未来研究的一些看法。

【图片摘要】

 

3.

【REVIEW】3D printing of glass by additive manufacturing techniques: a review

Dao ZHANG, Xiaofeng LIU, Jianrong QIU

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(3): 263-277.

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1009-z

【文章导读】增材制造（AM），也称为三维（3D）打印，使用计算机辅助设计逐层构建对象。这篇综述重点介绍了玻璃3D打印技术的最新进展，包括熔融沉积建模、选择性激光烧结/熔化、立体光刻（SLA）和墨水直写，比较了这些3D打印方法，并分析了它们在制造功能性玻璃制品方面的优点和问题。此外，文章还讨论了3D玻璃打印技术的原理和3D打印玻璃制品的应用，最后总结了3D玻璃打印技术当前取得的成果和未来的发展前景。

【图片摘要】

 

4.

【REVIEW】Fundamentals and applications of spin-decoupled Pancharatnam–Berry metasurfaces

Yingcheng QIU, Shiwei TANG, Tong CAI, Hexiu XU, Fei DING

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(2): 134-147.

https://doi.org/10.1007/s12200-021-1220-6

【文章导读】随意操纵圆偏振（CP）电磁波（EM）在从手性分子操控到光通信的广阔领域都有非常重要的应用。然而，基于天然材料的传统EM器件存在功能有限、体积庞大和效率低的问题。最近，Pancharatnam-Berry（PB）相位超表面在不同波段均显示出对CP波控制的优异能力，使得将不同功能集成到单个平面器件中的多功能PB超表面成为可能。然而，PB相位对于两个自旋方向具有相反的符号，导致右CP和左CP光束具有锁定的镜像功能。自旋解耦超表面通过结合取向相关的PB相位和尺寸相关的传播相位，突破了PB超表面的自旋锁定限制。作者回顾了自旋解耦超表面的基本原理和应用，为在单个超表面中实现对正交圆偏振光的自旋解耦功能提供了通用和实用的指导。最后，作者对这一快速增长的研究领域的未来方向进行了总结和展望，以期激发新的研究成果，在未来的应用中发挥作用。

【图片摘要】

 

5.

【REVIEW】Intense terahertz radiation: generation and application

Yan ZHANG, Kaixuan LI, Huan ZHAO

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(1): 4-36.

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1052-9

【文章导读】强太赫兹辐射为操纵和控制复杂的凝聚态系统提供了强大的工具。这篇综述概述了强太赫兹辐射的产生、检测和应用方面的进展。作者综述了基于蓝宝石激光器的桌面强太赫兹源，其中包括光电导天线（PCA）、光学整流太赫兹源、基于等离子体的太赫兹源，以及一些用于太赫兹波产生的新技术，如拓扑绝缘体、自旋电子材料和超表面。总结了各种相干太赫兹探测方法，并分析了它们在强太赫兹探测中的局限性。介绍了强太赫兹辐射在光谱检测、非线性效应和相干磁振子开关中的应用。最后对强太赫兹辐射的产生和应用进行了简要的展望。

【图片摘要】

 

6.

【RESEARCH】PTX-symmetric metasurfaces for sensing applications

Zhilu YE, Minye YANG, Liang ZHU, Pai-Yen CHEN

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(2): 211-220.

https://doi.org/10.1007/s12200-021-1204-6

【文章导读】本文中，作者介绍了一种具有宇称时间倒数缩放（PTX）对称性的非厄米超表面和基于这种超表面的超灵敏光学传感平台，该平台利用奇异点（EP）和相干完美吸收-激光（CPAL）点等奇点，显著提高了光子传感器的灵敏度和探测能力。他们从理论上研究了具有非对称、非平衡增益-损耗分布的PTX对称超表面传感系统的散射特性和物理限制。PTX对称超表面在奇点处表现出与对应的PT-对称超表面类似的散射特性，同时通过倒数缩放因子实现更高的灵敏度和更大的调制深度。具体地说，在最佳的倒数缩放因子或接近零的相位偏移下，工作在EP或CPAL点的PTX对称超表面传感器可以实现超过100dB的调制深度，从而为检测由分子、气体和生化表面吸附引起的微小扰动铺平了道路。

【图片摘要】

 

7.

【REVIEW】Magnetically controllable metasurface and its application

Yu BI, Lingling HUANG, Xiaowei LI, Yongtian WANG

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(2): 154-169.

https://doi.org/10.1007/s12200-021-1125-4

【文章导读】超表面的动态控制为开发多功能集成光学器件开辟了一条重要的技术途径。磁场操控具有亚纳秒超快响应、非接触、连续调节等优点。因此，磁性可控超表面近年来引起了人们的极大关注。本文介绍了磁光（MO）材料的法拉第效应和克尔效应的基本原理。根据典型MO材料的特性对其进行分类，并总结了将MO效应与等离子体共振或电介质共振相结合的不同MO超表面的物理机制。此外，还介绍了它们在非互易器件和MO传感中的应用，讨论了MO超表面研究的未来前景和挑战。

【图片摘要】

 

8.

【REVIEW】Intense terahertz generation from photoconductive antennas

Elchin ISGANDAROV, Xavier ROPAGNOL, Mangaljit SINGH, Tsuneyuki OZAKI

Frontiers of Optoelectronics, 2021, 14(1): 64-93.

https://doi.org/10.1007/s12200-020-1081-4

【文章导读】在本文中，作者回顾了光导天线（PCA）产生强太赫兹（THz）脉冲的工作。他们重点研究两种可以产生高强度太赫兹脉冲的大孔径光电导天线（LAPCA）：具有大孔径偶极子的光导天线和具有叉指电极的光导天线。文章首先描述了PCA产生太赫兹波的原理，总结了提高LAPCA太赫兹辐射峰值强度的关键参数，讨论了LAPCA的饱和制过程，以及使用宽带隙半导体衬底的优缺点。然后回顾了具有叉指电极的LAPCA的演变，叉指电极可以减小光电导间隙的尺寸，从而在施加较低电压时可以获得较高的偏置电场。文章介绍了基于宽带隙半导体的激光脉冲驱动叉指形LAPCA产生强太赫兹脉冲的最新成就。最后讨论了使用LAPCA产生太赫兹脉冲的未来发展。

【图片摘要】