Las respuestas de THz asociadas incluyen el enfoque, hologramas, modulación de polarización, vigas especiales y control activo. Crédito:Xiaofei Zang, Bingshuang Yao, Lin Chen, Jingya Xie, Xuguang Guo, Alexei V. Balakin, Alexander P. Shkurinov, y Songlin Zhuang
Las ondas THz tienen una gran cantidad de aplicaciones que van desde exámenes biomédicos y médicos, imagen monitoreo ambiental, a las comunicaciones inalámbricas, debido a la abundante información espectral, baja energía de fotones, fuerte penetrabilidad, y longitud de onda más corta. Ondas de THz con avances tecnológicos no solo determinadas por fuentes y detectores de alta eficiencia, sino también decididas por una variedad de componentes / dispositivos funcionales de THz de alta calidad. Sin embargo, Los dispositivos THz tradicionales deben ser lo suficientemente gruesos para realizar las funciones de manipulación de ondas deseadas, obstaculizar el desarrollo de sistemas y aplicaciones integrados THz. Aunque los metamateriales han mostrado descubrimientos revolucionarios debido a la permitividad eléctrica sintonizable y la permeabilidad magnética de un metaátomo, están limitados por los desafíos técnicos de fabricación y la alta pérdida de la celda unitaria basada en metal.
En un nuevo artículo publicado en Ligero:Fabricación avanzada , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Songlin Zhuang del Instituto de Investigación de Innovación Tecnológica Terahertz, Universidad de Shanghai para la Ciencia y la Tecnología, y colaboradores han resumido los avances recientes de las metasuperficies para la manipulación de ondas THz. Estos dispositivos ultracompactos con funcionalidades inusuales hacen que los dispositivos de metasuperficie sean muy atractivos para aplicaciones como imágenes, cifrado modulación de información y comunicaciones THz.
Realmente, Las metasuperficies consisten típicamente en antenas planas que permiten respuestas EM prediseñadas. Las antenas están hechas de metales o dieléctricos tradicionales de alto índice de refracción que se pueden fabricar fácilmente en base a procesos de fabricación estándar. Además, las metasuperficies con funcionalidad en la manipulación de ondas EM dependen de cambios de fase abruptos en las interfaces de antena planas, y así el espesor de las metasuperficies es mucho más delgado que la longitud de onda incidente. Las metauperficies pueden controlar localmente el frente de onda de las ondas EM a una resolución de sublongitud de onda, dando lugar a diversas aplicaciones prácticas como metalentes, placas de ondas, generadores de haz de vórtice, dirección del haz y hologramas. La naturaleza ultrafina de las metasuperficies, facilidad de fabricación, y la resolución de sublongitud de onda en la manipulación de ondas EM hacen que las metasuperficies sean candidatos ideales para la miniaturización de dispositivos THz (dispositivos THz ultracompactos) y la integración de sistemas.
El enfoque basado en metasuperficie para manipular ondas THz permite contribuciones notables en el diseño de componentes THz ultrafinos / ultracompactos y sintonizables. Las principales ventajas / contribuciones de las metasuperficies THz se pueden concluir de la siguiente manera:(1) Componentes THz con tamaño reducido:Las funcionalidades de enfoque, OAM, y la conversión de polarización realizada por metasuperficies se puede obtener tradicionalmente utilizando una lente THz, placa de fase helicoidal, y placa de media onda (o cuarto de onda), respectivamente; (2) Componentes THz con múltiples funciones:los dispositivos THz tradicionales, p.ej. Lentes THz, placas de ondas, etc, mostrar siempre una sola función. Metasurfaces no solo proporciona una plataforma flexible para realizar dispositivos THz ultradelgados / ultracompactos con una sola función, pero también permiten la capacidad sin precedentes en el diseño de dispositivos THz multifuncionales. (3) Componentes THz con función sintonizable:Metasuperficies combinadas con VO 2 , grafeno etc, abre una nueva vía para diseñar componentes THz con funciones activas.
En conclusión, Las metasuperficies con estructuras planas pueden modificar localmente el frente de onda de las ondas THz a una resolución de sublongitud de onda. Las Metasuperficies no solo proporcionan una plataforma ultracompacta para manipular el frente de onda de las ondas THz, pero también generan una plétora de aplicaciones que son difíciles de lograr con dispositivos funcionales convencionales. Como resumen, En este artículo se presentaron los desarrollos recientes de metasuperficies para manipular ondas THz, y este informe de progreso puede abrir una nueva vía para diseñar dispositivos y sistemas funcionales THz ultradelgados o ultracompactos.
