Сверхтонкий широкополосный преобразователь перекрёстной поляризации с интегрированным высокочувствительным терагерцовым биосенсированием

Сочетание широкополосного преобразования поляризации и чувствительного биосенсирования в рамках единой терагерцовой платформы исследовано в недостаточной степени. Большинство описанных конструкций ориентировано на выполнение одной функции и основано на дорогостоящих материалах, таких как благородные металлы, или сложных двумерных структурах, что приводит к высоким затратам на изготовление и ограничивает масштабируемость. Кроме того, для таких конструкций обычно характерны узкие полосы пропускания и низкая чувствительность биосенсирования, что ограничивает их практическое применение. В данной работе представлена сверхтонкая терагерцовая метаповерхность, способная обеспечивать как сверхширокополосное преобразование поляризации, так и высокочувствительное биосенсирование. Изготовленная из недорогих алюминия и полиимида, конструкция обеспечивает коэффициент преобразования поляризации (PCR) выше 90% в полосе шириной 4.428 ТГц и сохраняет PCR выше 96% в диапазоне шириной 4.226 ТГц. Кроме того, она обеспечивает измерение показателя преломления с максимальной чувствительностью 1.30 ТГц/RIU при различении здоровых и раковых биологических тканей. Данное исследование демонстрирует существенное преимущество по сравнению с существующими конструкциями метаповерхностей благодаря интеграции сверхширокополосного частотного диапазона, высокого среднего уровня преобразования поляризации и высокочувствительного биосенсирования в одном экономичном устройстве.