基于透明金属结构的新型太赫兹波段光学器件

The further development of terahertz technology has been restricted mainly by the lack of broadband, high-efficiency, and tunable optical devices. In this project we consider using transparent metal structures to efficiently control broadband terahertz waves. Transparent metal structures have characteristics of broadband and high transmission efficiency, so we can design novel terahertz optical devices based on transparent metal structures, such as laser controlled terahertz polarization rotator, electric controlled terahertz polarization converter, terahertz beam splitter, terahertz stealth conductive platform and so on. The related research of this project will help to design broadband, high-efficiency, and tunable terahertz optical devices, which promotes the further development and application of terahertz technology.

太赫兹技术的进一步发展离不开太赫兹波段光学器件的开发和应用，但是目前的太赫兹器件功能还不完善，在带宽、效率和可调控性上有待提高。本项目中我们考虑利用透明金属结构来宽带高效地调控太赫兹波。因为透明金属结构具有宽带且高透射效率的特性，从而可以设计出基于透明金属结构的新型太赫兹波段光学器件，例如激光调控的太赫兹线偏振旋转器、电调控太赫兹偏振转换器、太赫兹波分束器、太赫兹隐身导电平台等等。本项目相关研究将有利于设计出宽带、高效率、可调控的太赫兹波段光学新器件，促进太赫兹技术进一步发展和应用。

本项目基于透明金属结构对太赫兹波的强度、偏振、位相等进行综合调控，设计出宽带、高效率、可调控的太赫兹波段光学新器件，本项目致力于增加相关器件的响应带宽、提高器件的效率、通过多种手段对器件进行调控，并在其它光学波段也适当进行试验和推广。 本项目三年研究期间按照计划顺利实施，取得了如下代表性研究成果：第一，总结综述了利用人工微结构材料实现宽带电磁波调控的方法；第二，实验上基于三层复合金属光栅结构，成功实现了集成宽带高效率偏振旋转器阵列；第三，实验上成功实现了基于可弯曲无序超构材料的宽带太赫兹隐身结构；第四，基于二氧化钒材料和等离激元金属微钠结构结合，实验上成功实现了温度调控的彩色成像、温度调控的偏振态转化。本项目研究期间按照计划顺利实施，目前已经在Advanced Materials、Advanced Optical Materials、Optics Express、Physical Review Applied等期刊发表SCI收录论文13篇，目前已经累计引用45次以上。项目执行期间累计申请专利3项，累计在国内外学术会议上作邀请报告4次、口头报告3次。项目负责人在项目申请及执行期间顺利博士后出站，并加入南京大学任职副教授。