摘要：布儒斯特效应是指横磁波在两个界面上无反射高透射的传输现象。但是,目前观察到的所有高透射率现象都是单一频率或单一入射角度。为此,设计了可实现两个频率的角度无关高透射率太赫兹超构表面,通过合理设计超构表面的参数,使其在每个入射角上的纵波阻抗与空气严格匹配,实现两个频率的角度无关高透射。仿真模拟、理论分析和实验结果相互一致,证明了设计的可行性。所提方法还可扩展到其他波段,对理想滤波器和空间移相器等光学器件进行设计。

摘要：随着太赫兹技术的发展以及全球对6G通信的研究和期望,太赫兹通信技术获得了广泛的关注.但是太赫兹波具有很强的方向性,常常进行端对端的传播,且传播过程中容易被障碍物阻挡,太赫兹通信中的广角和定向传播成为技术难点.设计一种新的广角反射超构表面,其可将入射角为5°~45°的太赫兹波反射聚焦在同一位置,该位置距离样品600 mm,方向为13°.采用共振相位调制原理设计单元结构,利用透镜聚焦原理和相位补偿原理对单元结构进行排布并进行加工.在220 GHz工作频率下进行实验验证,实验结果证实了该器件的功能.所提方案为解决太赫兹6G通信难题提供了一个有效途径,具有一定的应用前景.

摘要：超表面是一种由人工微结构组成的超薄平面器件,能够实现对电磁波振幅、相位以及偏振态的调控,具有体积小、重量轻、集成度高、可灵活操控电磁波等优势,在电磁波谱、波前调制中发挥着巨大的作用。综述了近年来基于超表面的太赫兹波前调制器件的研究进展。总结了基于Pancharatnam-Berry相位、基于局域表面等离子体共振(LSPR)、基于Mie共振的三种超表面单元结构对电磁波的振幅、相位调控机理,并讨论了实现高效率超表面的方法。之后,介绍了用于设计波前调制超表面器件的纯相位调制方法和复振幅调制方法。综述了在太赫兹波段典型的超表面波前调制器,包括单一功能、复合功能以及可调谐功能的超表面波前调制器件。在早期的研究工作中,设计的超表面可实现波束偏转、波束聚焦、全息成像、以及涡旋光束、自聚焦光束、洛伦兹光束等特殊光束产生等功能。为提高太赫兹器件的利用率,波分复用、偏振复用等功能复用的太赫兹超表面器件被提出。随着对太赫兹波前动态调控需求的增长,一些主动的太赫兹超表面器件被提出并在实验上被验证。共有两种主动的超表面器件。其中一种主动超表面是通过将超表面结构与半导体材料或相变材料结合形成的,另一种是通过光泵浦硅片形成的全光器件。全光超表面在不用重新加工的前提下能够被重复使用。通过调整投影在硅片上的超表面图像即可动态操控太赫兹波前。全光超表面具有动态控制波束扫描和波束聚焦的能力,将来可应用于太赫兹通信、太赫兹雷达等领域。最后,对太赫兹波前调制超表面器件的发展趋势与应用前景进行了展望。

摘要：近年来,采用人工设计金属阵列的超构表面以实现对太赫兹波的调制受到越来越广泛的关注。设计了2种互补的亚波长金结构阵列超构表面,正、反结构2个超构表面对太赫兹波均有共振响应。利用光泵浦太赫兹时域透射光谱系统,通过控制泵浦光实现对太赫兹波的谱调制。仅需28 mW的外加泵浦光,反结构超构表面在0.91 THz处的振幅调制深度可达到95%。利用该反结构超构表面对太赫兹波的开关作用,进一步设计了太赫兹振幅全息图,希望利用该结构实现太赫兹波前的动态调控。初步的理论模拟验证了这一方法的可行性,可较好地实现对太赫兹波的动态调控。

摘要：层状二维过渡金属硫属化合物是一类重要的二维层状半导体材料。其中MoTe_(2)因其具有较小的禁带宽度和较高的载流子迁移率而备受关注。应用光泵浦-宽谱太赫兹时域光谱系统研究了少层MoTe_(2)薄膜材料的宽谱太赫兹透射谱、光生载流子在皮秒尺度上的动力学过程及其光电导率的变化。应用空气等离子体产生宽谱太赫兹辐射并利用磷化镓晶体探测的方法测量了谱宽在0.2~7.2 THz范围内少层MoTe_(2)薄膜的透过谱,发现其在3.6、4.6、6.4以及7 THz处存在吸收峰。应用800 nm脉冲光激发少层MoTe_(2)薄膜,并测量其在皮秒时间尺度上的太赫兹光谱,得到少层MoTe_(2)薄膜中光生载流子寿命约为1.6 ps。在此基础上进一步研究了不同泵浦-探测时间差下光电导率变化量的实部和虚部。发现随着延迟时间的增加,电导率变化量实部由约600Ω^(-1)cm^(-1)到300Ω^(-1)cm^(-1)逐渐降低,虚部值约为200Ωcm并不随泵浦-探测时间差而明显改变,这一结果表明少层MoTe_(2)薄膜具有较高的电导率及较长的激子寿命。给出了少层MoTe_(2)薄膜在0.2~7.2 THz波段的吸收谱、光生载流子演化过程及寿命以及少层MoTe_(2)材料光电导率变化量等物理参数,对设计基于少层MoTe_(2)材料的新型光电器件提供了参考。

摘要：一、概述传统的光学元件基于光波的折射和反射原理,对入射光进行调制,从而实现工作光波前的聚焦、成像、分色等光学功能。传统光学元件的尺寸通常为工作波长的几百倍甚至上千倍,所以体积庞大、质量大、功能单一,一般采用机械的铣、磨、抛光等方式加工,工艺复杂,成本较高。由于传统光学元件的尺寸远远大于光波的波长,光波的衍射效应可以忽略,可采用几何光学的光线追迹方法对其进行分析和设计。传统光学元件是第1代光学元件,曾经在很长时间内占据着统治地位,它是通过光程的积累来实现相位的改变,因此,相位变化与光学元件的厚度成正比。

摘要：动态超构表面是将可调元素集成到静态超构原子中,且功能受不同外部激励手段控制的超构表面。基于动态超构表面已经实现了各种可调器件.包括变频滤波器吸收器,变焦透镜.动态光東控制器,动态全息元件等。首先对动态超构表面的调制方法进行系统的总结,然后对相关的研究工作进行综述。动态超构表面可以分为两类:一类是对所有超构原子进行统一控制的均匀调控动态超构表面,用于实现光谱、偏振和波前的动态转换;另一类是通过对超构原子进行独立控制的动态可重构/可编程超构表面,用于实现对波前的灵活调控。功能灵活可控的动态器件是超构表面未来研究的主要方向,对已有的动态器件进行了总结,并进一步讨论和展望了动态超构表面发展的方向及面临的挑战。

摘要：太赫兹超材料吸波器具有吸收强、厚度薄、质量轻等优点,已被广泛应用于隐身材料、频率选择表面、太赫兹成像、通信传感等方面。但是,基于金属结构的传统太赫兹超材料吸波器一旦完成加工后,它的吸收性能是固定不变的。为解决这一问题,研究人员通过引入活性超材料设计了可调谐太赫兹超材料吸波器。结合可调谐太赫兹超材料吸波器的国内外研究现状,分类阐述了几类典型的可调谐太赫兹超材料吸波器,重点对单频带、多频带、宽频带以及可切换双功能太赫兹超材料吸波器的相关研究工作进行了梳理与总结,并对其未来发展趋势进行了分析。