La polarizzazione è una delle caratteristiche fondamentali delle onde elettromagnetiche. Può trasmettere preziose informazioni vettoriali in misurazioni sensibili e trasmissione di segnali, che è una tecnologia promettente per vari campi come il monitoraggio ambientale, le scienze biomediche e l'esplorazione marina. In particolare nella gamma di frequenze dei terahertz, i metodi e le strutture tradizionali di progettazione dei dispositivi possono ottenere solo prestazioni limitate. Progettare dispositivi modulatori efficienti per onde terahertz a larghezza di banda elevata rappresenta una sfida significativa.
I ricercatori guidati dal Prof. Liang Wu dell'Università di Tianjin (TJU), in Cina, hanno condotto esperimenti nel campo dei metamateriali completamente dielettrici, concentrandosi in particolare sull'utilizzo di questi materiali e sulla loro progettazione strutturale per ottenere un'efficace conversione della polarizzazione a banda larga nella gamma di frequenze dei terahertz .
Propongono un metamateriale con microstruttura a forma di croce per ottenere la conversione della polarizzazione incrociata e la conversione della polarizzazione da lineare a circolare nella gamma di frequenze dei terahertz. Lo studio, intitolato "An all-silicon design of a high-efficiency broadband transmissive terahertz polarization convertor", è stato pubblicato su Frontiers of Optoelectronics .
All'interno di un ampio intervallo di frequenze compreso tra 1,00 e 2,32 THz, l'efficienza di conversione media delle onde lineari incrociate supera l'80%, con il picco più alto di efficienza di conversione che raggiunge un impressionante 99,97%. Inoltre, la struttura utilizzata facilita la conversione dalla polarizzazione lineare a quella circolare, con un'ellitticità di 1 a 0,85 THz.
Questo lavoro dei ricercatori fornisce anche preziose informazioni per la progettazione di altri metamateriali in grado di manipolare modalità a banda larga, ad alta efficienza e multipolarizzazione.
Ulteriori informazioni: Xiaohua Xing et al, Un progetto interamente in silicio di un convertitore di polarizzazione terahertz trasmissivo a banda larga ad alta efficienza, Frontiere dell'optoelettronica (2023). DOI:10.1007/s12200-023-00098-9
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