Переключаемая VO₂-метаповерхность для терагерцевого преобразователя поляризации и поглотителя

Интеграция метаповерхностей с функциональными материалами привлекла значительное внимание в связи с разработкой активных терагерцевых (ТГц) устройств. В данной работе продемонстрирована переключаемая ТГц-метаповерхность, содержащая фазопереходный материал — диоксид ванадия (VO₂), способная динамически переключаться между тремя различными рабочими режимами: полуволновой пластинкой (HWP), четвертьволновой пластинкой (QWP) и широкополосным поглотителем. В частности, когда оба слоя VO₂ находятся в изолирующем фазовом состоянии (IP), предложенная структура функционирует как эффективная HWP, обеспечивая коэффициент преобразования поляризации (PCR) более 72% в широком диапазоне частот 1,39–2,52 ТГц. При переходе среднего слоя VO₂ из состояния IP в металлическое фазовое состояние (MP) устройство переключается в режим QWP, достигая исключительно высокого коэффициента эллиптичности поляризации (PER), равного 0,98, в диапазоне частот 1,20–2,20 ТГц. Кроме того, когда оба слоя VO₂ находятся в состоянии MP, метаповерхность функционирует как широкополосный поглотитель, поддерживая эффективность поглощения выше 68% в сверхширокой полосе частот 0,60–2,46 ТГц. Примечательно, что разработанная метаповерхность характеризуется значительным перекрытием полос пропускания в пределах рабочего частотного диапазона. Данная работа представляет высокоэффективную стратегию разработки реконфигурируемых ТГц-устройств и подчеркивает их значительный потенциал для практического применения.