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基于介质超材料的太赫兹偏振和相位控制
引用本文:张学迁,张慧芳,田震,谷建强,欧阳春梅,路鑫 超,韩家广,张伟力.基于介质超材料的太赫兹偏振和相位控制[J].光电子.激光,2015(11):2133-2140.
作者姓名:张学迁  张慧芳  田震  谷建强  欧阳春梅  路鑫 超  韩家广  张伟力
作者单位:天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;中国科学院 微电子研究所,北京 100029;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072;天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大 学太赫兹波研究 中心,天津300072 ;美国俄克拉荷马州立 大学 电气与计算机工程系,俄克拉荷马 74078
基金项目:国家重点基础研究发展计划(2014CB339800)、高等学校博士学科点专项科研基金资助课题 (20110032120058)、国家自然科学基金(61427814,61138001,61205098,和61422509)资助项目 (1.天津大学 精密仪器与光电子工程学院,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津大学太赫兹波研究 中心,天津300072; 2.中国科学院微电子研究所,北京 100029; 3.美国俄克拉荷马州立大学电气与计算机工程系,俄克拉荷马 74078)
摘    要:采用基于介质高阻硅超材料,设计了太赫兹(TH z)波段高效率(>64%)宽带的偏振转换器,并介 绍了利用该器件控制相位的方法。采用8个不同尺寸的介质微结构作为控制相 位的基本单元, 通过恰当地排布它们的空间位置,设计了一个高效率、超宽带的THz波异常偏折 器,其有效工 作带宽范围为0.75~1.50THz,在1.25THz处 效率最高可达70%以上,且偏折角度与频率相关, 符合广义斯涅尔定律的描述。实验中,采用了自主搭建的角度分辨的光纤化THz时域 频谱系统对设计的 器件进行了表征,实验结果和仿真模拟及理论预测结果非常吻合。这种基于介质超材料的方 法,克服了传 统金属超材料中欧姆损耗的问题,且设计简单,加工方便。

关 键 词:超材料    介质微结构    偏振转换    相位不连续    太赫兹时域光谱
收稿时间:8/5/2015 12:00:00 AM

Terahertz polarization and phase control using dielectric metamaterials
ZHANG Xue-qian,ZHANG Hui-fang,TIAN Zhen,GU Jian-qiang,O U-YANG Chun-mei,LU Xin-chao,HAN Jia-guang and ZHANG Wei-li.Terahertz polarization and phase control using dielectric metamaterials[J].Journal of Optoelectronics·laser,2015(11):2133-2140.
Authors:ZHANG Xue-qian  ZHANG Hui-fang  TIAN Zhen  GU Jian-qiang  O U-YANG Chun-mei  LU Xin-chao  HAN Jia-guang and ZHANG Wei-li
Affiliation:Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Instit ute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China;Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectro nics Engineering,Tianjin University and the Key Laboratory of Optoelectronics I nformation and Technology Ministry of Education,Tianjin 300072,China ;School of Electrical and Computer Engineering,Oklahoma State University,Stillw ater 74078,USA
Abstract:
Keywords:metamaterials  dielectric structure  polarization conversion  phase di scontinuity  terahertz (THz) time-domain spectroscopy
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