(a) Vista prospettica della cella unitaria dell'array. (b) Immagini ottiche complessive e locali del cambio CEP dalla vista dall'alto e flessibilità del cambio CEP dimostrata piegando manualmente il campione. Credito:ARIA
La manipolazione delle forme d'onda in terahertz (THz) è importante per le sue applicazioni. Nonostante i rapidi progressi nei metamateriali (MM), il controllo della fase carrier-envelope (CEP) per l'impulso THz è ancora impegnativo a causa della sua caratteristica a banda larga.
Il microscopio a tunneling a scansione THz (THz-STM) è una tecnica emergente che combina un'elevata risoluzione temporale e spaziale.
Un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Wang Tianwu dell'Aerospace Information Research Institute (AIR), Chinese Academy of Sciences (CAS), propone uno shifter CEP THz ultrasottile composto da diversi array MM, in grado di modulare il CEP di impulsi THz a banda larga nell'intervallo di spessore sub-lunghezza d'onda e mantenere la polarizzazione del campo elettrico.
Lo studio è stato pubblicato in Advanced Optical Materials .
Il cambio CEP si basa su un risonatore ad anello diviso (SRR) specifico con una coppia di griglie a croce per migliorare l'efficienza della trasmissione. Lo spostamento CEP è realizzato dalla fase di risonanza e dalla fase Pancharatnam-Berry di SRR, che può essere spostata fino a 2π.
Quando l'impulso incidente viene modulato a turno da diversi array MM, il cambiamento delle forme d'onda temporali dell'impulso THz sotto diversi valori CEP è chiaramente osservato dal sistema di spettroscopia nel dominio del tempo THz (THz-TDS), che è correlato ai risultati della simulazione.
Il team di ricerca ha anche verificato che il cambio CEP ha una buona robustezza sotto incidenza grandangolare e una grande deformazione del campione. Rispetto al complesso controller CEP THz composto da diverse parti, il cambio CEP proposto è ultrasottile e flessibile, con bassa perdita di inserzione ed è facile da installare e utilizzare. Dovrebbe essere utilizzato come componente chiave per THz-STM.
Lo schema progettuale può essere applicato anche ad altre bande di frequenza scalando opportunamente i parametri geometrici della struttura. Inoltre, lo shifter CEP proposto consentirà di indagare sulla dipendenza da CEP delle interazioni con la materia THz. + Esplora ulteriormente
