Сверхширокополосный терагерцевый преобразователь поляризации на основе гибкого метаматериала

Поляризация является одним из основных свойств электромагнитных (ЭМ) волн, а преобразование поляризации имеет важное значение для многих терагерцевых (ТГц) приложений, включая связь и высокочувствительные измерения. Из-за ограничений материалов и технологического процесса существующие ТГц-преобразователи поляризации обычно характеризуются узкой рабочей полосой частот и отсутствием гибкости. Экспериментально продемонстрирован гибкий сверхширокополосный ТГц-преобразователь поляризации, работающий в отражении. Он эффективно преобразует линейно поляризованную ТГц-волну в ортогонально поляризованную волну в широком диапазоне частот. Устройство состоит из трех слоев: нижней металлической пленки, среднего диэлектрического слоя и верхней матрицы металлических резонансных структур. Элементарная ячейка верхней металлической резонансной структуры представляет собой кольцо с четырьмя разрывами, сформированное путем удаления двух металлических полосок из металлического кольца. Разрыв расположен по диагонали под углом 45° от верхнего правого угла к нижнему левому углу элементарной ячейки. Устройство было смоделировано с использованием программного обеспечения для полно-волнового электромагнитного моделирования и изготовлено методом поверхностной микрообработки. Экспериментальные испытания выполнены с использованием спектрометра терагерцевой спектроскопии во временной области (THz-TDS); результаты показали, что коэффициент преобразования поляризации превышает 0,8 в сверхширокой полосе частот от 1,45 до 2,67 ТГц. Это сверхширокополосное преобразование главным образом обусловлено магнитным резонансом ТГц-волн. Более того, диапазон преобразуемых частот может быть адаптирован для практических применений во всем электромагнитном спектре.