Polarisatie is een van de fundamentele kenmerken van elektromagnetische golven. Het kan waardevolle vectorinformatie overbrengen in gevoelige metingen en signaaloverdracht, wat een veelbelovende technologie is voor verschillende gebieden, zoals milieumonitoring, biomedische wetenschappen en mariene exploratie. Met name in het terahertz-frequentiebereik kunnen traditionele ontwerpmethoden en -structuren slechts beperkte prestaties leveren. Het ontwerpen van efficiënte modulatorapparaten voor terahertz-golven met hoge bandbreedte vormt een aanzienlijke uitdaging.

Onderzoekers onder leiding van prof. Liang Wu van de Tianjin Universiteit (TJU), China, hebben experimenten uitgevoerd op het gebied van volledig diëlektrische metamaterialen, waarbij ze zich specifiek richtten op het gebruik van deze materialen en hun structurele ontwerp om effectieve breedbandpolarisatieconversie in het terahertz-frequentiebereik te bereiken. .

Ze stellen een kruisvormig microstructuur-metamateriaal voor voor het bereiken van kruispolarisatieconversie en lineair-naar-circulaire polarisatieconversie in het terahertz-frequentiebereik. De studie, getiteld "An all-silicon design of a high-efficiency broadband transmissive terahertz polarization converter", werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics .

Binnen een breed frequentiebereik van 1,00 tot 2,32 THz overschrijdt de gemiddelde conversie-efficiëntie van cross-lineaire golven 80%, waarbij de hoogste conversie-efficiëntiepiek een indrukwekkende 99,97% bereikt. Bovendien vergemakkelijkt de gebruikte structuur de conversie van lineaire naar circulaire polarisatie, met een ellipticiteit van 1 bij 0,85 THz.

Dit werk van de onderzoekers levert ook waardevolle inzichten op voor het ontwerp van andere metamaterialen die in staat zijn tot manipulatie van breedband, hoge efficiëntie en multi-polarisatiemodi.

Meer informatie: Xiaohua Xing et al., Een geheel uit silicium bestaand ontwerp van een zeer efficiënte, breedbandtransmissieve terahertz-polarisatieconvertor, Frontiers of Optoelectronics (2023). DOI:10.1007/s12200-023-00098-9

Aangeboden door Frontiers Journals