物理科技生物学-PHYICA

操安静麻美纵太赫兹波的亚表面

物理学 2021-10-27 23:58:52

中国科学院 相关的太赫兹响应包括聚焦、全息图、偏振调制、特殊光束和主动控制

信用:臧,姚炳双,,谢静雅,郭,阿列克谢五世

亚历山大·巴拉金

什库里诺夫和庄 由于太赫兹波具有丰富的光谱信息、较低的光子能量、较强的穿透性和较短的波长,其应用范围从生物医学和医学检查、成像、环境监测到无线通信

技术进步的太赫兹波不仅由高效率的源和检测器决定,还由各种高质量的太赫兹组件/功能器件决定

然而,传统的太赫兹器件应该足够厚,以实现所需的波操纵功能,阻碍了太赫兹集成系统和应用的发展

虽然超材料因其介电常数和磁导率可调而显示出突破性的发现,但它们受到制造技术挑战和金属基晶胞高损耗的限制

在《光:先进制造》杂志上发表的一篇新论文中,由上海科技大学太赫兹技术创新研究所的庄教授带领的一组科学家及其同事总结了太赫兹波处理亚表面的最新进展

这些具有不同寻常功能的超小型设备使得亚表面设备对于成像、加密、信息调制和太赫兹通信等应用非常有吸引力

实际上,亚表面通常由平面天线组成,能够实现预先设计的电磁响应

天线由金属或传统的高折射率电介质制成,可根据标准制造工艺轻松制造

此外,具有操纵电磁波功能的亚表面依赖于平面天线界面处的突然相位变化,因此亚表面的厚度比入射波长薄得多

亚表面可以在亚波长分辨率下局部控制电磁波的波前,导致各种实际应用,如金属、波片、涡旋光束发生器、光束控制和全息图

亚表面的超薄特性、易于制造以及电磁波处理中的亚波长分辨率使得亚表面成为太赫兹器件小型化(超紧凑太赫兹器件)和系统集成的理想候选

基于亚表面的太赫兹波控制方法在设计超薄/超紧凑和可调太赫兹组件方面做出了显著贡献

太赫兹亚表面的主要优点和贡献可以归纳如下:(1)尺寸减小的太赫兹元件:亚表面实现的聚焦、偏振调制和偏振转换功能传统上可以分别通过使用太赫兹透镜、螺旋相位板和半波(或四分之一波)板来获得;(2)多功能太赫兹器件:传统的太赫兹器件

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太赫兹透镜、波片等总是显示单一的功能

Metasurfaces不仅为实现超薄/超紧凑的单一功能太赫兹器件提供了一个灵活的平台,而且为多功能太赫兹器件的设计提供了前所未有的能力

(3)功能可调的太赫兹元件:亚表面与VO2、石墨烯等结合,为设计具有有源功能的太赫兹元件开辟了新的途径

总之,具有平面结构的亚表面可以在亚波长分辨率下局部修正太赫兹波的波前

亚表面不仅为操纵太赫兹波的波前提供了一个超紧凑的平台,而且产生了许多传统功能器件难以实现的应用

作为一个综述,本文介绍了用于操纵太赫兹波的亚表面的最新发展,该进展报告可能为设计超薄或超紧凑的太赫兹功能器件和系统开辟一条新的途径

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