Udnyttelse af helt dielektriske metamaterialer til at manipulere lysets polarisationstilstand

Polarisering er en af ​​de grundlæggende egenskaber ved elektromagnetiske bølger. Det kan formidle værdifuld vektorinformation i følsomme målinger og signaltransmission, som er en lovende teknologi til forskellige områder såsom miljøovervågning, biomedicinske videnskaber og havudforskning. Især i terahertz-frekvensområdet kan traditionelle enhedsdesignmetoder og -strukturer kun opnå begrænset ydeevne. At designe effektive modulatorenheder til terahertzbølger med høj båndbredde udgør en betydelig udfordring.

Forskere ledet af prof. Liang Wu ved Tianjin University (TJU), Kina, har udført eksperimenter inden for al-dielektriske metamaterialer, specifikt med fokus på at udnytte disse materialer og deres strukturelle design for at opnå effektiv bredbåndspolarisationskonvertering i terahertz-frekvensområdet .

De foreslår et krydsformet mikrostrukturmetamateriale til at opnå krydspolarisationskonvertering og lineær-til-cirkulær polariseringskonvertering i terahertz-frekvensområdet. Undersøgelsen, med titlen "An all-silicium design of a high-efficiency broadband transmissive terahertz polarization converter," blev publiceret i Frontiers of Optoelectronics .

Inden for et bredt frekvensområde på 1,00 til 2,32 THz overstiger den gennemsnitlige konverteringseffektivitet for tværlineære bølger 80 %, hvor den højeste konverteringseffektivitetsspids når op på imponerende 99,97 %. Derudover letter den anvendte struktur omdannelsen fra lineær til cirkulær polarisering med en ellipticitet på 1 ved 0,85 THz.

Dette arbejde fra forskerne giver også værdifuld indsigt til design af andre metamaterialer, der er i stand til bredbånds-, højeffektivitets- og multipolariseringstilstandsmanipulation.

Flere oplysninger: Xiaohua Xing et al., Et siliciumdesign af en højeffektiv bredbåndstransmissiv terahertz-polarisationskonverter, Optoelektronikkens grænser (2023). DOI:10.1007/s12200-023-00098-9

Leveret af Frontiers Journals