(a) Vista en perspectiva de la celda unitaria de la matriz. (b) Imágenes ópticas generales y locales de la palanca de cambios CEP desde la vista superior, y la flexibilidad de la palanca de cambios CEP demostrada al doblar manualmente la muestra. Crédito:AIRE
La manipulación de formas de onda de terahercios (THz) es importante para sus aplicaciones. A pesar del rápido progreso en los metamateriales (MM), el control de la fase envolvente de la portadora (CEP) para el pulso THz sigue siendo un desafío debido a su característica de banda ancha.
El microscopio de túnel de barrido THz (THz-STM) es una técnica emergente que combina alta resolución temporal y espacial.
Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Wang Tianwu del Instituto de Investigación de Información Aeroespacial (AIR) de la Academia de Ciencias de China (CAS), propone un desplazador CEP de THz ultradelgado compuesto por diferentes conjuntos de MM, que pueden modular el CEP de pulsos de THz de banda ancha. en el rango de espesor de sub-longitud de onda y mantener la polarización del campo eléctrico.
El estudio fue publicado en Advanced Optical Materials .
La palanca de cambios CEP se basa en un resonador de anillo dividido (SRR) específico con un par de rejillas orientadas en cruz para mejorar la eficiencia de la transmisión. El cambio de CEP se realiza mediante la fase de resonancia y la fase Pancharatnam-Berry de SRR, que se puede cambiar hasta 2π.
Cuando el pulso incidente es modulado por diferentes conjuntos de MM, el cambio de las formas de onda temporales del pulso de THz bajo diferentes valores de CEP se observa claramente mediante el sistema de espectroscopia de dominio de tiempo de THz (THz-TDS), que se correlaciona con los resultados de la simulación.
El equipo de investigación también verificó que la palanca de cambios CEP tiene buena robustez bajo incidencia de gran angular y una gran deformación de la muestra. En comparación con el complejo controlador THz CEP compuesto por diferentes partes, la palanca de cambios CEP propuesta es ultradelgada y flexible, con baja pérdida de inserción y es fácil de instalar y operar. Se espera que se utilice como un componente clave para THz-STM.
El esquema de diseño también se puede aplicar a otras bandas de frecuencia escalando adecuadamente los parámetros geométricos de la estructura. Además, el cambiador de CEP propuesto permitirá la investigación de la dependencia del CEP de las interacciones de la materia en THz. Los investigadores proponen una nueva matriz en fase óptica serpentina 2D compacta
