Spettri di trasmissione normalizzati della struttura a occhio di bue mappati in funzione dell'angolo e delle frequenze. (a) mostra i risultati sperimentali. (b) mostra i risultati calcolati dal modello analitico descritto dall'Eq. (3). (c) mostra i risultati della simulazione FEM. Le intensità sono tracciate in scala logaritmica. Nell'esperimento, gli spettri vengono misurati con un passo angolare di 0,1 ∘ da 0 a 8 ∘ e intervallo di frequenza di 5 GHz da 1,2 a 2,1 THz. Nella simulazione analitica e numerica, il passo angolare è 0,1 ∘ e il passo di frequenza è 12 GHz. Le linee tratteggiate sono frequenze di risonanza calcolate dall'Eq. Credito:Revisione fisica applicata (2022). DOI:10.1103/PhysRevApplied.17.054020
Nuovi dispositivi terahertz come biosensori e antenne nei sistemi di comunicazione rapida trarranno vantaggio da un'analisi di una lente terahertz con una struttura a occhio di bue condotta da un team di RIKEN.
Le onde terahertz sono cosiddette perché hanno tipicamente frequenze comprese tra 0,1 e 10 terahertz (1 terahertz è un trilione di cicli al secondo). Sono inseriti tra le regioni a microonde e infrarosse sullo spettro elettromagnetico. Nuove tecnologie basate sulle onde terahertz stanno prendendo piede in aree come l'imaging, la comunicazione wireless e i sensori.
Lenti costituite da scanalature concentriche sono comunemente utilizzate per focalizzare le onde terahertz in applicazioni come imaging ad alta risoluzione e antenne per comunicazioni wireless rapide. Queste strutture a forma di occhio di bue incanalano le onde terahertz in aperture più piccole della lunghezza d'onda della radiazione terahertz. Ma finora la loro prestazione di messa a fuoco è stata misurata solo per le onde terahertz che li colpiscono perpendicolarmente e non per le onde che li colpiscono obliquamente.
"Queste lenti dipendono fortemente dall'angolo dell'onda terahertz che colpisce", afferma Yu Tokizane del RIKEN Center for Advanced Photonics. "Questa dipendenza dall'angolo è stata ignorata in studi precedenti perché le misurazioni con incidenza obliqua sono difficili a causa della bassa intensità del segnale. Tuttavia, molte applicazioni pratiche della struttura a occhio di bue terahertz richiedono vari angoli di incidenza."
Ora, Tokizane, Hiroaki Minamide e tre colleghi, tutti al RIKEN Center for Advanced Photonics, hanno misurato la risposta di una lente con struttura a occhio di bue alle onde terahertz che la colpiscono ad angoli compresi tra 0 e 8 gradi.
"I nostri risultati saranno utili per ottimizzare l'efficienza di accoppiamento dell'antenna a occhio di bue, un tipo di dispositivo che potrebbe essere utilizzato in applicazioni spettroscopiche e di rilevamento", afferma Tokizane.
Il team ha scoperto che le lenti creano due risonanze:una risonanza principale che varia con l'angolo di incidenza e un lobo laterale alla risonanza principale. Questi risultati potrebbero essere ben riprodotti da un modello semplice.
"Gli spettri misurati della struttura a occhio di bue sembrano complicati a prima vista", osserva Tokizane. "Tuttavia, il nostro modello descrive i risultati sperimentali inclusi piccoli picchi, il che ci rende fiduciosi che i risultati sperimentali non siano artefatti. In questo studio, è stato interessante scoprire che risultati apparentemente complicati sono corretti e solo conseguenze di semplici fenomeni fisici senza ipotesi fantasiose ."
Lo studio è pubblicato in Physical Review Applied . + Esplora ulteriormente
