导读
近日，国防科技大学江天研究团队结合光学人工超结构与可重构太赫兹超表面，实现了颜色光激发编码的双比特太赫兹超快调制。该工作为光学编码太赫兹调制提供了一种新的发展途径，进一步启发了基于超表面的光控太赫兹调控器件的探索，有望推进复合超表面在太赫兹操控中的应用。该研究成果以“Color Coded Metadevices toward Programmed Terahertz Switching”为题在线发表在国际高水平学术期刊《Light: Science & Applications》上。论文通讯作者为国防科技大学胡瑜泽副研究员和江天研究员，第一作者为国防科技大学博士生何韦宝。该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和国防科技大学青年创新人才孵化基金项目的支持。
创新研究
本工作中，研究人员创新性提出结合光学人工超结构和可重构太赫兹超表面实现对太赫兹的光控超快编码调控，在不同颜色光激发下可以实现双比特的太赫兹信息编码（见图1a）。光学人工超结构，即周期排列的反射不同波长的分布式布拉格反射器（名词解释>>>）（见图1b、c），分别反射400 nm蓝光和800 nm的红光（见图1e、f）。可重构太赫兹超表面，由外延硅复合金属人工微结构构成（见图1c）。研究人员设计了金属线和大小不同的开口谐振环的主动式超表面，提供了两个太赫兹调制通道（见图1g），在不同颜色光泵浦激发下，可以分别独立控制对应共振通道的开关，进而实现对太赫兹的编码调控，实现太赫兹的四种编码状态（“00”、“01”、“10”、“11”）的超快切换。
总结与展望
这项工作将光学超材料与可重构太赫兹超表面这两种不同工作波段的人工微结构进行了有机结合。相比于传统的调控方式，该方案做到了对单一元包内局域耦合模式进行独立编码，为太赫兹超表面调制器件提供了一种新颖的设计理念，也为实现各种太赫兹技术应用（如，无线通信、生物传感和无损检测等）的多功能、高集成、可编程太赫兹功能器件开辟一条新的道路。这种编码方法可以扩展到多位信息处理，未来有望应用到光控太赫兹成像等领域。
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