Switching a plasma-like metamaterial via embedded resonant atoms exhibiting electromagnetically induced transparency
我们从理论上证明了当入射辐射的电场平行于纳米棒时，由对齐的金属纳米棒组成的超材料的等离子体样有效响应的控制。通过将这种超材料嵌入相干原子/分子介质中，例如浸没在钠蒸气中的银纳米棒阵列，我们可以使超材料在其等离子体频率以下的禁频区域透射。这种现象通过在背景介质中具有洛伦兹吸收体或其他相干过程（如受激拉曼吸收）来实现，其在谐振附近提供大的正介电常数，从而使有效介电常数为正。特别是，电磁感应透明等过程可以提供额外的控制来切换和调谐新的传输频带。
2009-08-22 physics.optics
Cactus-like Metamaterial Structures for Electromagnetically Induced Transparency at THz frequencies
Foundation for Research and Technology-Hellas（希腊研究与技术基金会）；National and Kapodistrian University of Athens（雅典国立卡波季斯特里大学）；National Hellenic Research Foundation（国家希腊研究基金会）；University of Regensburg（雷根斯堡大学）
本研究提出了一种基于三维金属『仙人掌状』超原子的新型超材料结构，实现了太赫兹频率下的电磁诱导透明和增强的折射率传感性能。
2024-06-07 physics.optics
Analogue of electromagnetically induced transparency with high Q factor in Metal-dielectric metamaterials
数值研究了金属-介质超材料的电磁感应透明行为，最大Q值达到28000。它由两层组成，一层为亮模的金属条叠置在另一层为亮模的介质棒上。金属条产生的宽电偶极子与介质棒产生的窄环形偶极子之间的相干耦合导致了相消干涉，从而引入了透明窗口。有趣的是，EIT窗口可以通过改变两层的参数和中间间隔物的厚度来有效地影响。这一过程可以用两粒子模型来解释。此外，EIT窗口内的辐射损失得到了很大的抑制，慢光效应得到了很大的改善。这些优异的性能也为光学范围内的滤光片和敏感的化学和生物传感器提供了有效的平台。
2019-08-23 physics.optics
Semiconductor split-ring resonators for thermally tunable, terahertz metamaterials
由于温度的变化改变了半导体中的本征载流子密度，数值模拟表明，在太赫兹制度的相对介电常数的随之而来的变化提供了一种方式来实现热可调谐开口环谐振器。因此，可以实现在太赫兹范围内可热调谐的电磁超表面和超材料。
2008-08-23 physics.optics
Terahertz active spatial filtering through optically tunable hyperbolic metamaterials
我们从理论上考虑红外驱动的双曲型超材料能够空间过滤太赫兹辐射。超材料是由交替的半导体和电介质层制成的平板，其在太赫兹频率下的均匀单轴响应显示出不同符号的主折射率。由超材料双曲色散提供的间隙允许板在通过改变红外辐射强度可调谐的带宽内停止空间频率。我们数值上证明了设备的功能，通过诉诸全波模拟耦合到半导体层中的红外辐射光激发的电荷载流子的动力学。
2012-05-30 physics.optics
Phonon-polariton mediated dual electromagnetically induced transparency-like response in a THz metamaterial
本研究利用耦合卤化铅钙钛矿薄膜声子模式的微米级超材料，实现太赫兹频段可调谐类电磁诱导透明双响应，可在单/双EIT及传统强耦合态间切换，为可调谐太赫兹器件研发提供新途径。
2025-09-02 physics.optics
Terahertz Nonlinear Superconducting Metamaterials
我们研究了由氮化铌（NbN）制成的平面超导超材料在太赫兹频率下的非线性效应。由于入射的强太赫兹场的变化改变了NbN中的本征电导率，因此观察到由于强非线性引起的巨振幅调制。所选择的超材料的高灵敏度甚至允许在各种温度下观察非线性行为，但是由非线性效应引起的谐振调制不同于由加热效应引起的谐振调制。所提出的结果说明了一个聪明的实现强烈增强的非线性，从而可能带来新的应用非线性超材料。
2012-12-12 physics.optics
Enhancement of Electromagnetically Induced Transparency in Metamaterials Using Long Range Coupling Mediated by a Hyperbolic Material
近场耦合是一种基本的物理效应，在建立电磁感应透明（EIT）的经典模型中起着重要的作用。然而，在正常环境中，由于近场的指数衰减特性，亮和暗人工原子之间的耦合长度非常短，远小于一个波长。在这项工作中，我们报告的实现远距离EIT，通过使用双曲型超材料（HMM），它可以转换成高k传播波的近场，以克服在长距离弱耦合的问题。仿真和实验结果都表明，在隐马尔可夫模型的辅助下，耦合长度可以提高近两个数量级。这种长距离EIT在包括传感器、检测器、开关、长距离能量传递等的各种应用中可能非常有用。
2018-01-19 physics.optics
Low Loss Metamaterials Based on Classical Electromagnetically Induced Transparency
我们从理论上证明了电磁感应透明可以在超材料中实现，其中电磁辐射与介观振荡器而不是与原子共振相互作用。我们描述了新的超材料设计，可以支持全暗谐振状态时，与电磁束的相互作用，我们目前的结果，其频率相关的有效磁导率和介电常数。这些结果显示出具有极低吸收和强色散的透明窗口，通过对超材料中电磁场传播的精确模拟来证实。
2008-07-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Storage of electromagnetic waves in a metamaterial that mimics electromagnetically induced transparency
我们提出了一种方法，用于动态控制的超材料，模仿电磁感应透明（EIT）通过引入变容二极管操纵的超材料的结构对称性的属性。EIT性质的动态调制使得能够存储和检索电磁波。我们确认了电磁波被存储和释放，同时保持传播方向上的相位分布。
2013-04-17 physics.optics quant-ph
Size and Periodicity Effects on Terahertz Properties of Gammadion Metamaterials
研究了在周期性和尺寸不变的情况下，通过改变超材料的尺寸和周期性，对超材料的太赫兹传输特性的影响。利用太赫兹时域光谱技术和时域有限差分电磁场模拟方法分析了这些超材料的太赫兹透射响应。我们已经发现，增加尺寸或周期性导致谐振频率的红移，并且增加尺寸或减小周期性导致第二谐振频率的形成。我们将这些效应与组成超材料的微带线的长度变化以及γ子之间最近邻耦合的强度变化联系起来。
2018-11-14 physics.optics
Random terahertz metamaterials
利用太赫兹时域光谱技术研究了垂直入射光通过周期性排列和随机排列的平面开口环谐振腔的传输特性。在异向介质中引入位置无序对基本电感电容（LC）谐振的品质因数没有影响。偶极共振在其共振频率中经历加宽和偏移。实验表明，随机分布的SRR结构在LC谐振时非相干相互作用，但在较高频率的偶极谐振时相干耦合。
2009-09-18 physics.optics
Strong-Field Terahertz Control of Plasmon Induced Opacity in Photoexcited Metamaterial
一种由辐射缝隙天线和次辐射互补开口环谐振器组成的太赫兹超材料，由于耦合振子亮模和暗模之间的相消干涉，在很窄的光谱范围内表现出等离子体激元诱导的不透明性。飞秒光激发瞬间淬灭模式耦合和等离子体激元振荡，将光载流子注入超材料中。耦合超材料中的等离子体共振被强太赫兹脉冲瞬时恢复。强太赫兹场诱导光生载流子的谷间散射和带间隧穿，并实现光生载流子迁移率的显著降低。非线性太赫兹相互作用的超快动力学揭示了光生载流子和等离子体激元振荡之间复杂的相互作用。等离子体激元振荡的高场THz控制意味着超高速等离子体激元的潜在应用。
2020-09-03 physics.optics
Magnetically tunable terahertz all-dielectric metamaterial based on liquid crystal
由高折射率、低损耗介质谐振器组成的全介质超材料是实现高效光学器件的一种有效途径。然而，制备太赫兹全介质超材料并主动调节其性能仍然是一个挑战。本文提出了一种制备高质量微球基太赫兹全介质超材料的有效方法。在此基础上，提出了一种基于液晶的磁调谐THz全介质超材料。将全介质超材料浸入LC中，并通过外部磁场进行调谐。研究表明，外加磁场可以有效地调谐诱导Mie共振，且调谐率对外加磁场的指向矢高度敏感。对于第一电谐振，获得了良好的可调谐性能。该工作为制备高质量的THz全介质超材料提供了一种新的方法，为可调谐THz全介质超材料的制备开辟了一条新的途径，在THz器件中具有广阔的应用前景。
2018-08-14 physics.optics
Dualband and Tripleband Metamaterial absorber in WR1 band and Lower TeraHertz frequencies
0.5 THz至1.1 THz的频段（WR1.5和WR1）是6G中最有前途的频段之一。在本文中，我们提出了一种新的超材料吸收适用于在TE模式下的较低的WR1频率。或者，该设计可以用作较低太赫兹频率下的强吸收体。此外，当在TM模式下使用时，吸收体在较高的WR1波段作为理想吸收体工作。
2022-03-25 physics.optics
Implementation of electromagnetically induced transparency in a metamaterial controlled with auxiliary waves
我们提出了一种超材料，以实现真正的电磁感应透明（EIT），其中的辅助电磁波称为控制波的入射感应探测波的透明度。类比原子介质中的原始EIT效应示出通过分析和数值计算来自电路模型的超材料。我们进行了实验，以证明EIT效应的超材料在微波区。透明区的宽度和位置可以通过控制波的功率和频率来控制。我们还观察到非对称的传输光谱独特的法诺共振。
2015-08-24 physics.optics quant-ph
Dynamically tunable electromagnetically induced transparency-like metamaterial structure based on polarization sensitivity
本研究提出一种偏振敏感的银基等离子体诱导透明超材料结构，通过FDTD方法验证，可借助入射光偏振度调控实现单/双波段PIT效应转换，且Y方向偏振下两透明窗口具备不同折射率灵敏度。
2023-12-20 physics.optics
Superconductor terahertz metamaterial
我们使用太赫兹时域光谱技术来表征由高转变温度的YBCO超导体制成的开口环谐振器的行为。当温度低于转变温度时，超导超材料在基频电感电容谐振和偶极谐振处的透射谱发生急剧变化。我们的研究结果表明，这种超材料的高性能是有限的材料缺陷和缺陷，如裂纹，空隙和第二相，发挥主导作用，部分阻碍电流的流动，导致能量耗散和电阻出现在超导体薄膜。
2010-03-26 physics.optics
Ultrafast Switching in Terahertz Metamaterials using Ion Implanted Silicon on Sapphire
我们展示了太赫兹超材料的超快共振开关，通过光激发的辐射损伤硅放置在单个分裂间隙环谐振器的间隙。我们观察到的基本谐振模式的动态切换关闭的时间尺度为4皮秒（ps），随后由相同的谐振开关后20 ps。通过数值模拟得到的超材料单胞中的电场分布清楚地支持了我们的实验观察，表明谐振器间隙处的高电场，负责电感-电容谐振（LC），完全消失，并在光激发后关闭谐振。超材料共振的超快开关归因于离子注入硅中自由载流子的产生及其在超短时间尺度上的复合。这种基于硅的超材料的主动控制可以导致超快太赫兹元器件。
2014-07-10 physics.optics
Closed-form formulae of hyperbolic metamaterial made by stacked hole-array layers working at terahertz or microwave radiation
由堆叠的孔阵列层制成的超材料被称为渔网超材料，其在比孔阵列周期长得多的波长处表现为双曲线超材料。然而，渔网状超材料的有效参数的解析公式还没有被报道，阻碍了使用这种结构的深亚波长成像器件的设计。本文给出了一种工作在太赫兹或微波频率下的渔网状超材料的各向异性色散关系的有效参数的新的闭合公式。这些有效参数的鱼网超材料是一致的准完整的解决方案，使用已知的有效参数的孔阵列层的工作频率低于其欺骗等离子体频率与超晶格周期远小于孔阵列周期。我们还从理论上证明了使用狭缝阵列层和渔网超材料的复合结构在λ/83处的深亚波长聚焦。结果表明，在鱼网超材料内部的聚焦光强比无鱼网超材料时的聚焦光强大几倍，但透射光强仍然受到空气和鱼网超材料中较大的波矢差的限制。我们的有效参数可以帮助下一代深亚波长成像器件工作在太赫兹或微波辐射。
2017-04-12 physics.optics
Strong influence of packing density in terahertz metamaterials
我们研究了由开口环谐振器制成的太赫兹超材料对单胞密度的响应。它示出的基本谐振具有其最高的Q因子的三分之一的谐振波长的周期。从该最佳周期增加或减少周期会降低Q因子。所有的观察结果都解释了理解辐射耦合的主要损失机制在低密度，而强大的内部SRR耦合增强非辐射损失在高密度。我们的研究结果允许设计具有可调Q因子的超材料，并可能表明存在最佳封装密度以诱导最强的色散。
2010-08-12 physics.optics
Terahertz metamaterials for linear polarization conversion and anomalous refraction
极化是电磁波的基本特性之一，在信号传输和灵敏测量中传递着有价值的信息。用于先进偏振控制的传统方法对材料性能提出了苛刻的要求，并且仅获得有限的性能。在这里，我们展示了基于超材料的超宽带、高效的太赫兹偏振转换器，它能够将线性偏振态旋转成正交偏振态。基于这些结果，我们创建能够实现近乎完美的反常折射的超材料结构。我们的工作为创造高性能光子器件开辟了新的机会，并使新兴的超材料功能应用于技术上困难的太赫兹频率制度。
2013-08-14 physics.optics
Controlling Intensity and Phase of Terahertz Radiation with an Optically Thin Liquid Crystal-Loaded Metamaterial
我们实验证明了太赫兹辐射的强度和相位调制使用主动控制的大面积平面超材料（metafilm）与12 μ m厚的液晶层的杂交。通过液晶的面内电气开关引入了主动控制，这使我们能够在仅20 V的电压下实现20%的可逆单程绝对透射率变化和40度的相位变化。
2013-07-24 physics.optics
Plasmon induced transparency in graphene based terahertz metamaterials
对太赫兹石墨烯超材料中的等离子体激元诱导透明效应进行了数值和理论分析。所提出的超材料包括一对石墨烯开口环谐振器，该谐振器交替地放置在纳米级石墨烯条的两侧。研究了石墨烯超材料在不同垂直和水平结构下的PIT效应。我们的研究结果表明，有没有PIT效应的石墨烯超材料时，两个开口环谐振器和石墨烯条的中心是彼此共线。这是一个值得注意的特征，因为对于基于金属的超材料结构中的类似配置，PIT效应不会消失。我们进一步表明，PIT效应可以通过改变石墨烯层的费米能来调节。为了验证数值计算结果，建立了一个三能级等离子体激元系统的理论模型。我们的研究对于设计基于石墨烯的频率捷变超薄太赫兹器件具有重要意义。
2017-11-10 physics.optics
In-Plane Focusing of Terahertz Surface Waves on a Gradient Index Metamaterial Film
设计并实现了一种梯度折射率超颖表面，用于受限太赫兹表面波的面内聚焦。我们使用太赫兹近场光谱仪通过二维映射的复杂电场测量表面波的空间传播。在焦距约为100 nm后，表面波聚焦到直径为500 \micro m。在焦点中，我们测量到3倍的场幅度增强。
2013-03-25 physics.optics
Coupling between a dark and a bright eigenmode in a terahertz metamaterial
太赫兹时域光谱和严格的模拟被用来探测一个黑暗和一个明亮的对称性破缺的超材料的等离子体本征模之间的耦合。超材料由两个紧密间隔的开口环谐振器组成，其在环内的不同位置具有其间隙。对于垂直入射和固定的偏振，两个最低阶本征模的开口环谐振器可以被激发，虽然其中之一被视为黑暗，因为耦合是禁止的，因为对称性约束。在这项工作中的重点是把一个系统的评价取决于两个共振的光谱调谐的耦合效应。
2009-01-04 physics.optics
Experimental and numerical studies of terahertz surface waves on a thin metamaterial film
我们提出了实验和数值研究的本地太赫兹表面波的亚波长厚的超材料膜组成的面内开口环谐振器。导出了一个简单直观的模型，该模型描述了表面波在填充有类洛伦兹介质的波导中的传播。有效介质模型允许推导出的色散关系的表面波在良好的协议从3-D全波计算得到的数值数据。分析模型和数值计算的准确性证实了光谱太赫兹时域测量。
2009-12-04 physics.optics
Sub-diffraction thin-film sensing with planar terahertz metamaterials
平面超材料最近被提出用于太赫兹频率范围内的薄介电膜传感。虽然与波长相比，介电膜的厚度可以非常小，但是所需的感测材料面积仍然由太赫兹光束激发的衍射限制光斑尺寸确定。在这篇文章中，太赫兹近场传感被用来减少光斑尺寸。通过将超材料感测平台定位成靠近亚衍射太赫兹源，被激发的谐振器的数量以及因此最小的膜面积被显著减少。作为附加的优点，激励的谐振器的数量的减少降低了单元间耦合强度，并且因此谐振Q因子显著增加。实验结果表明，谐振Q值提高了113%。此外，对于厚度为λ/375的膜，最小面积可以小至0.2 λ乘0.2 λ。这项工作的成功为未来基于超材料的生物分子检测传感器提供了一个平台。
2011-12-18 physics.optics
Large group delay in a microwave metamaterial analogue of electromagnetically induced transparency
我们报告我们的实验工作，关于平面超材料表现出经典的电磁感应透明（EIT）。使用一个结构，两个镜像分裂环谐振器作为暗元素和一个切割线作为辐射元件，我们证明了一个EIT样的谐振可以实现不打破结构的对称性。超材料的结构元件的镜像对称性导致抑制暗元件的磁偶极子辐射的选择规则，并且增加的品质因数导致低吸收（<10%）和大群指数（30的量级）。
2010-12-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Storage and retrieval of electromagnetic waves using electromagnetically induced transparency in a nonlinear metamaterial
我们研究的存储和检索的电磁波使用非线性超材料，类似于电磁感应透明（EIT）中观察到的原子系统。我们实验证明存储的电磁波通过减少一个辅助的“控制”波，然后通过恢复控制波释放存储的波。我们还证实了超材料可以存储和再现原始输入波的相位分布。这些效应证实了超材料和原子EIT介质之间的显著相似性。
2018-06-15 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Chiral Negative-Index Metamaterials in Terahertz
负折射率超材料具有独特的性质和现象，在超透镜、亚波长腔和慢光器件等方面有着重要的应用前景。然而，超材料中的负折射率通常需要同时具有负介电常数和负磁导率的严格条件。近年来，人们提出了一类新的负折射率材料--手征负折射率材料。与传统的NIM相比，手性NIM不需要上述条件，因此呈现出非常稳健的负折射路线。在这里，我们提出了第一个实验演示的手征超材料表现出负折射率下降到n=-5太赫兹频率，只有一个单一的手征共振。结构中存在的强手性提升了两个圆偏振波的简并性，并减轻了双负性要求。手性NIM被预测具有超越传统NIM的有趣的电磁特性，例如两个圆偏振和负反射的折射率相反的符号。太赫兹手征NIM的实现为研究其新颖的电磁特性以及重要的太赫兹器件应用提供了新的机会。
2008-07-29 physics.optics
Nonlinear terahertz metamaterials via field-enhanced carrier dynamics in GaAs
我们展示了GaAs上的非线性超材料开口环谐振器（SRR）在太赫兹频率。对于掺杂GaAs薄膜上的SRR，峰值场为~20 - 160 kV/cm的入射太赫兹辐射驱动谷间散射。由于掺杂薄膜中的导电性降低，这降低了载流子迁移率并增强了SRR LC响应。在~160 kV/cm以上，SRR间隙内的电场增强导致有效的碰撞电离，从而增加载流子密度和电导率，这又抑制了SRR共振。我们证明了半绝缘GaAs衬底上的SRR间隙中的载流子密度增加了10个数量级。此外，我们表明，有效介电常数可以从负值到正值扫描，增加太赫兹场强度的影响电离制度，使非线性超材料的新的可能性。
2012-08-07 physics.optics
Terahertz Saturable Absorption in Superconducting Metamaterials
提出了一种超材料可饱和吸收体。该吸收体由100 nm YBaCu 3 O 7（YBCO）薄膜刻蚀而成的开口环谐振器（SRR）阵列组成。聚酰亚胺间隔层和金接地层沉积在SRR上方，形成反射完美的吸收体。温度或入射电场（E）的增加降低了超导冷凝密度和相应的SRR的动力学电感。这改变了超材料中的阻抗匹配，降低了峰值吸收。在低电场条件下，在T= 10 K时吸收率接近80%，在T= 70 K时吸收率下降到20%。对于E= 40 kV/cm和T= 10 K，峰值吸收为70%，在200 kV/cm处降低至40%，对应于43%的调制。
2016-01-12 physics.optics
Enhanced sensing performance by the plasmonic analogue of electromagnetically induced transparency in active metamaterials
为了提高类电磁感应透明（EIT）等离子体结构的传感性能，研究了金属超材料中电磁感应透明（EIT）的增益辅助等离子体模拟。该结构由三根杆件组成，其中两根杆件相互平行（暗四极元件）但垂直于第三条结果表明，除了对周围介质的折射率波动的高灵敏度之外，这种有源EIT类超材料的优值可以大大提高，这归因于放大的窄透明度峰。
2011-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Planar designs for electromagnetically induced transparency in metamaterials
我们提出了一个平面设计的超材料表现出电磁感应的透明度，是服从实验验证的微波频段。该设计是基于一个分裂环谐振器与切割线在同一平面上的耦合。我们调查的灵敏度的参数的传输窗口上的耦合强度和电路元件的各个谐振器，我们解释的结果在两个线性耦合的洛伦兹谐振器。我们的超材料设计将低损耗与传输窗口中与谐振响应相关的极小群速度相结合，使其适用于室温下的慢光应用。
2010-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nonlinear terahertz devices utilizing semiconducting plasmonic metamaterials
响应性超材料的发展使得能够实现能够操纵光的振幅、偏振、波矢量和频率的紧凑可调谐光子器件。将半导体集成到金属谐振器的有源区中是通过半导体载流子密度的光电控制来创建非线性超材料的经验证的方法。无金属亚波长谐振半导体结构提供了一种替代方法来创建动态超材料。我们目前的InAs等离子体磁盘阵列作为一个可行的共振超材料在太赫兹频率。重要的是，InAs等离子体激元盘表现出由电场诱导的谷间散射引起的强非线性响应，导致载流子迁移率降低，从而抑制等离子体激元响应。我们展示了非线性完美的吸收器配置为光学限制器或饱和吸收器，包括灵活的非线性吸收器通过将磁盘转移到聚酰亚胺薄膜。非线性等离子体超材料显示出在超快THz光学和敏感电磁器件的被动保护方面的潜力。
2015-08-13 physics.optics
Structurally Tunable Nonlinear Terahertz Metamaterials using Broadside Coupled Split Ring Resonators
我们提出了一个实验和数值研究的太赫兹超材料的非线性响应，是通过两个堆叠的开口环谐振器阵列的相对结构定位可控。第一阵列制造在n掺杂GaAs衬底上，第二阵列制造在第一阵列垂直上方，使用聚酰亚胺间隔层。由于GaAs载流子动力学，在0.4太赫兹的共振太赫兹传输与入射太赫兹功率以非线性方式变化。第二谐振器层抑制这种非线性响应。在样品中的两个层对齐，共振消失和总的非线性调制的共振传输减少。在两个谐振器阵列之间施加对准偏移的样品中恢复非线性调制。因此，结构可调的超材料可以作为一个可调的非线性太赫兹器件的设计模板，通过控制耦合的限制电场的非线性现象在一个复杂的材料衬底或夹杂物。
2021-04-12 physics.optics
Classical Analogue of Electromagnetically Induced Transparency with a Metal-Superconductor Hybrid Metamaterial
超材料是一种工程材料，由能与电磁波产生新型相互作用的小电路组成。最近，已经创建了一类新的超材料来模拟显示电磁感应透明（EIT）的介质的行为。在这里，我们介绍了一种平面EIT超材料，通过在暗元件中采用超导Nb膜和在辐射元件中采用正常金属Au膜，在暗谐振器和辐射谐振器之间产生非常大的损耗对比。在Nb的临界温度以下，电阻对比度打开了透明窗口，同时群延迟大大增强，从而使波显著减慢。我们进一步证明了通过超流体密度的变化精确控制EIT响应。这种可调谐超材料可能是有用的电信，因为它们的大延迟带宽产品。
2011-07-21 cond-mat.supr-con physics.optics
Comparison of Birefringent Metamaterials and Meanderline Structure as Quarter-Wave Plates at Terahertz Frequencies
利用单层双折射材料制作了四分之一波片。为了比较，适当缩放的双层曲折线结构被制造。在639 GHz的设计频率下，超材料结构实现了99.9%的圆极化，而曲折线实现了99.6%。曲折线显示出更大的工作带宽，从615 - 743 GHz达到99%以上的圆极化，而超材料从626 - 660 GHz达到99%。然而，两者都足够广泛，可以与CW源一起使用，使得超材料由于易于制造而成为更有吸引力的选择。两个样品都是自立式的，对于曲折线结构具有70 μ m的总厚度，而对于超材料仅具有20 μ m的总厚度，突出了超材料结构所表现出的大程度的双折射。
2008-10-31 physics.optics
Terahertz optically tunable dielectric metamaterials without microfabrication
我们从理论上研究了半导体平板上的太赫兹介电响应。这种周期性结构是由于两个倾斜的红外平面波的干涉激发了电荷载流子，从而可以分别通过改变光束强度和入射角来调节光栅的深度和周期。在光栅周期远小于太赫兹波长的情况下，我们通过电磁全波模拟耦合到由红外辐射激发的电荷载流子的动力学来数值评估有效介电常数张量的普通和非凡分量。我们表明，光致超材料的光学响应可以通过改变光栅定制，它的范围从双折射到双曲线到各向异性负介电，而无需诉诸微加工。
2012-12-17 physics.optics
Terahertz metamaterial with asymmetric transmission
我们第一次表明，平面超材料，一个阵列的耦合金属开口环谐振器的单位细胞缺乏镜像对称性，表现出不对称的传输太赫兹辐射（0.25-2.5太赫兹）传播通过它在相反的方向。这种有趣的效应，与洛伦兹互易性和时间反转兼容，取决于入射圆偏振波转换效率的方向差异，而这种转换效率只有在有损耗的低对称平面手性超材料中才有可能。我们发现，非对称传输与激发对映体敏感的等离子体激元，这些诱导的电荷场激发依赖于入射波和超材料图案的相互手性。已经确定了正、负和零相速度和群速度的各种带，这表明有机会开发基于这种超材料的偏振敏感负折射率和慢光介质。
2009-10-14 physics.optics
Negative index and mode coupling in all-dielectric metamaterials at terahertz frequencies
本研究探讨太赫兹频段全介质超材料中米氏共振模式耦合对负有效折射率的作用，分析晶格周期、模式频率重叠的影响，揭示耦合强度与折射率的关系，并对比模式耦合与超材料杂化效应。
2017-09-28 physics.optics
Characterization of dipolar current-based metamaterials showing a single resonance in the terahertz spectrum
我们将报告的电磁响应，由于诱导偶极电流的超材料的二维阵列的金属元素。用作频率选择器，超材料透射率在1至8 THz的区域中呈现单个谐振，其可以通过选择平面金属元件的尺寸和形状并利用麦克斯韦方程组的可缩放性来容易地选择和缩放，从而保持品质因数不变。在此基础上，我们设计并测试了一系列简单、廉价的频率选择性超材料。
2009-08-04 physics.optics
High-Q terahertz metamaterial from superconducting niobium nitride films
在这封信中，我们提出了太赫兹（THz）超材料与低欧姆损耗的低温超导体氮化铌（NbN）薄膜。共振特性的特征在于太赫兹时域光谱。在8 K时，无载品质因数高达178，谐振频率约为0.58 THz，是相同结构金材料的24倍。无载品质因数也随谐振频率的增加而保持较高的值，在1.02 THz处约为90，接近NbN薄膜的带隙频率。所有这些实验观测都可以在Bardeen-Cooper-Schrieffer理论和等效电路模型的框架下得到很好的理解。我们的工作为设计和制造高性能THz电子器件提供了一种有效的方法。
2011-10-05 physics.optics
Metamaterial near-field sensor for deep-subwavelength thickness measurements and sensitive refractometry in the terahertz frequency range
我们提出了一种基于超材料的太赫兹（THz）传感器，用于亚波长薄材料的厚度测量和液体和液体混合物的折射率测量。该传感器工作在反射几何形状，并利用在介电材料的存在下，一个尖锐的Fano谐振最小的频移。我们获得了12.5 nm的最小厚度分辨率（1/16000倍的太赫兹辐射的波长）和0.43太赫兹每折射率单位的折射率灵敏度。我们支持实验结果的分析模型，该模型描述了样品材料的厚度和折射率的共振频率的依赖关系。
2012-03-20 physics.optics
Highly tunable optical activity in planar achiral terahertz metamaterials
使用太赫兹时域光谱，我们证明了可调谐的偏振旋转和圆二色性在本质上非手性平面太赫兹超材料没有双重旋转对称。观察到的效果是由于非本征手性所产生的超材料平面的相互取向和入射太赫兹波的传播方向。
2010-06-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz magnetic field enhancement in an asymmetric spiral metamaterial
我们使用有限元模拟在频域和时域研究的太赫兹谐振特性的超材料（MM）包括一个螺旋连接到一个直臂。MM作为一个RLC电路，其谐振频率可以精确地调谐通过改变螺旋的特征几何参数：内，外半径，宽度和匝数。我们提供了一个简单的分析模型，使用这些几何参数作为输入，给出准确的估计的谐振频率。有限元模拟表明，由于直臂，线性偏振太赫兹辐射有效地耦合到MM，在螺旋中感应电流，这又在螺旋中心感应共振磁场增强。我们观察到一个大的（约20倍）和均匀的（在一个区域的$\sim 10~μm^{2}$）增强的磁场的窄带太赫兹辐射与频率匹配的谐振频率的MM。当一个宽带，单周期的太赫兹脉冲传播向超材料，所产生的带通波形的峰值磁场仍然保持6倍的增强相比，峰值撞击场。使用现有的基于激光的太赫兹源，我们的超材料设计允许在几皮秒的时间尺度上产生2 T量级的磁场，从而能够在桌面实验中研究非线性超快自旋动力学。此外，我们的MM可以实现产生强烈的近场窄带，多周期的电磁场，研究凝聚态物质中的通用超快共振太赫兹动力学。
2018-06-26 physics.optics
Polarization-controlled anisotropic coding metamaterials at terahertz frequencies
基于有效介质的异向介质由于其能够自适应地调整自然界中不存在的有效介质参数，已经实现了许多不寻常的物理特性（如负折射和隐形隐身）。最近，有人提出通过设计具有相反相位响应的数字元件“0”和“1”的编码序列来控制电磁波的编码超材料。本文提出了太赫兹各向异性编码超材料的概念，其不同方向的编码行为依赖于太赫兹波的偏振状态。我们实验证明了一个灵活的偏振控制的各向异性编码超颖表面功能在太赫兹制度使用专门设计的编码元件。通过用精心设计的数字序列（1位和2位）对元件进行编码，x偏振和y偏振反射波可以在三维空间中独立偏转或扩散。模拟的远场散射图案以及近场电场分布，以说明双功能性能的编码超颖表面，这表明良好的协议的测量结果。我们进一步证明了各向异性编码超颖表面产生分束器的能力，并同时实现异常反射和偏振转换，为不同偏振态的太赫兹波提供了强有力的控制。所提出的方法，使通用的光束行为下的正交偏振使用一个单一的元表面，因此将有望有趣的太赫兹器件。
2015-09-12 physics.optics
Extremely Nonperturbative Nonlinearities in GaAs Driven by Atomically Strong Terahertz Fields in Gold Metamaterials
金超材料的太赫兹近场共振频率为$0.88\,\rm THz$，使我们能够进入非微扰超快THz电子学的极限：达到keV范围内有质动力能量的场被用来驱动非破坏性的准静态带间隧穿和未掺杂体GaAs中的碰撞电离，注入密度超过$10^{19}\,\rm cm^{-3}$的电子空穴等离子体。该过程在能量高达带隙以上的$0.5\,\rm eV$处引起明亮的发光，并且引起伴随着所传输的几个周期THz瞬变的自幅度调制的超材料共振的完全关闭。我们的研究结果铺平了道路，高度非线性太赫兹光学和亚皮秒开关时间的光电纳米电路。
2016-04-14 physics.optics
Active control of electromagnetically induced transparency analogue in all-dielectric metamaterials loaded with graphene
具有高品质因数的全介质超材料中的电磁感应透明（EIT）模拟为在纳米尺度上增强光与物质的相互作用提供了一条有效的途径。特别是，应用于它的主动控制使得空间光调制具有很大的自由度，从而保证了具有高度灵活可调谐性的功能器件应用。在这里，我们加载石墨烯到全介质超材料，并实现了显着的高调制深度的EIT共振的传输幅度与石墨烯的电导率的操纵，通过移动费米能级或改变层数。物理起源在于通过石墨烯在近红外中的带间损耗的可控光吸收。这项工作揭示了石墨烯和EIT共振在全介电超材料中的战略重要相互作用机制，并为设计一系列混合元器件开辟了道路，这些混合元器件允许有前途的光调制，开关和超灵敏生物传感应用。
2020-08-06 physics.app-ph physics.optics
Probing Terahertz Metamaterials with Subwavelength Optical Fibers
通过亚波长太赫兹光纤的传输，这是平行于频率选择表面的位置，使用几种有限元工具进行了研究。利用带图技术和端口散射矩阵技术分析了光纤传输谱中各种谐振现象的本质。首先，我们观察到，在基于端口的模拟中的大多数传输峰的光谱位置可以与相应的无限周期系统的能带图中的Van Hove奇点的位置相关。此外，光纤传输光谱中的大多数特征的光谱形状可以通过几个Fano型共振的叠加来解释。我们还表明，这些谐振的中心频率和带宽，因此，所得到的传输功能的频谱形状可以通过改变光纤-超材料分离来调谐。
2013-06-10 physics.optics
Comparison of gold- and graphene-based resonant nano-structures for terahertz metamaterials and an ultra-thin graphene-based modulator
石墨烯表现出独特的材料特性，在电磁波技术中，它提出了将设备小型化到原子长度尺度的前景。在这里，我们研究了由石墨烯制成的开口环谐振器超材料，并将其与金基超材料进行了比较。我们发现，石墨烯的巨大的反应性响应来自其大的动力学电感允许深亚波长共振，虽然其共振强度降低，由于更高的耗散损耗阻尼和更小的偶极耦合。然而，紧密堆叠的石墨烯环可以提供负磁导率，并且石墨烯元原子的电偶极共振变得令人惊讶地强。基于这些发现，我们提出了一种太赫兹调制器的超材料的基础上，交替图案化的石墨烯片的多层堆叠的介电间隔物分开。相邻的石墨烯片彼此偏置，导致在约90%的透射水平下超过75%的调制深度。
2014-10-20 physics.optics
Sub-cycle control of terahertz waveform polarization using all-optically induced transient metamaterials
频率范围从0.3到30 THz的相干辐射最近已经可以通过飞秒激光技术获得。太赫兹（THz）波已经在光谱学和成像中找到了许多应用，并且可以使用静态光学元件（如透镜，偏振器和滤波器）来操纵它们。然而，也需要THz辐射的超快调制，例如在短距离无线通信中或用于制备成形的THz瞬变以用于许多材料激发的相干控制。在这里，我们展示了一种全光学创建的瞬态超材料，允许子周期精度操纵太赫兹波形的偏振。偏振调制脉冲在控制晶格振动、分子旋转和自旋进动等基本运动方面具有潜在的应用价值。
2013-06-29 physics.optics
A Perfect Terahertz Metamaterial Absorber
设计了一种在太赫兹波段具有近单位吸收率的吸收材料。吸收体的单元结构由两个分别耦合到电场和磁场的超材料谐振器组成。该结构允许我们通过改变介电材料和厚度以及有效介电常数和磁导率来最大化吸收。
2015-08-05 physics.ins-det physics.optics
