近日,上海理工大学庄松林院士领导的太赫兹技术创新团队成员臧小飞和朱亦鸣教授联合南丹麦大学丁飞教授课题组,提出了一类级联型的太赫兹超构表面,实现了正向和反向两个传播通道内的相位和偏振的非对称控制。研究成果以“Directional Phase and Polarization Manipulation using Janus Metasurfaces”为题发表于《Advanced Science》期刊(IF=14.3,中科院一区),硕士生周怡雯为论文的第一作者。
超构表面由亚波长的准二维微结构按照特定的排列方式构成,能够灵活的调控电磁波的波前(振幅、位相、偏振等),并有效的将传统三维“体”功能器件的功能用二维/准二维的平面器件实现;超构表面超强的波前调控能力可以实现多个功能的集成,提高了器件功能的可集成度,为今后的系统的小型化和集成化提供了一种全新的解决方案。传统超构表面对电磁波波前的调控在其正反传播方向具有对称性—即超构表面的正反传播方向的波前调控一致。近年来,人们发现在超构表面实现多个功能在波长,偏振和角度等自由度复用的同时,方向作为一个全新的自由度亦可加以利用,实现方向上的功能复用;这为今后发展多功能集成化、小型化的波前调控器件提供了新的解决方案。到目前为止,基于方向的多功能复用超构表面器件仅能实现相位功能在正反传播方向的非对称调制和应用。基于此,本文提出了一类双层级联型的太赫兹超构表面,通过集成1/2波片,1/4波片和光栅功能于其中,同时实现了正向和反向两个传播通道内的相位和偏振的非对称控制,实现偏振和相位两个物理参量的方向性功能的复用。相关研究应用于太赫兹非对称成像(方向性成像)和非对称/方向性偏振检测。该研究为今后设计更多功能可集成的太赫兹波前调控器件提供了新的解决方案。
文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202406571