【摘要】：然而,由于其低双折射系数、高损耗、大体积和昂贵的价格,这些天然材料在太赫兹波段的应用受到限制。近年来,新型人工电磁微结构器件的兴起为太赫兹偏振控制器件的发展提供了机遇,利用诸如表面等离子体、光子晶体、超材料和亚波长光栅等结构引入人工双折射,从而实现太赫兹的偏振控制。因此,现有的器件还不能满足人们对太赫兹波段的宽带偏振转换器的实际需要。
偏振作为电磁波的一个特征属性,携带有丰富的信息,与人们生活息息相关,比如偏光眼镜、液晶显示屏、偏光镜头、3D电影等都用到偏振。其中,偏振控制器件作为操纵电磁波偏振态的重要元件具有不可替代的作用,其在频谱检测、偏振成像、偏振光通信等领域具有很大的应用价值。传统的偏振控制器件依赖于天然的石英、蓝宝石、液晶等双折射晶体,可以通过使两个正交极化波之间产生相位延迟,进而实现偏振转换。然而,由于其低双折射系数、高损耗、大体积和昂贵的价格,这些天然材料在太赫兹波段的应用受到限制。
近年来,新型人工电磁微结构器件的兴起为太赫兹偏振控制器件的发展提供了机遇,利用诸如表面等离子体、光子晶体、超材料和亚波长光栅等结构引入人工双折射,从而实现太赫兹的偏振控制。相对于天然材料,人工电磁材料具有超薄尺寸、易于集成和灵活操控等优势。Grady等在2013年的Science上发表了关于基于金属短线阵列的多层太赫兹线偏振转换器的文章,实现了高效的偏振转换,工作带宽接近1.2 THz[1]。Liu等在2015年提出了一种基于单层超表面的太赫兹正交偏振转换器,其仅仅利用一层螺旋形结构,就得到π相位延迟,进而实现偏振转换[2]。然而,多层金属结构往往会带来较大的欧姆损耗,且存在难以加工的缺点;单层结构虽然便于制造,但由于缺少层与层之间的耦合增强作用,透过率一般较低。因此,现有的器件还不能满足人们对太赫兹波段的宽带偏振转换器的实际需要。(www.xing528.com)
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