基于二氧化钒的多功能可切换超材料器件研究

陈玲英1，2，曹莹珏1，2，李向军1，2，章乐1，2，李吉宁3，严德贤1，2（1中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室；2中国计量大学太赫兹研究所；3天津大学精密仪器与光电子工程学院）

摘要：提出一种基于加号单元结构阵列的可切换太赫兹超材料器件，通过引入二氧化钒（VO2）材料，可以在不同的太赫兹频段实现交叉极化转换、线-圆极化转换和宽带吸收，具有多功能的特性。当VO2处于绝缘态时，该结构在多个频段内可实现线-圆极化转换和交叉极化转换；当VO2 从绝缘态转变到金属态时，在1.610~4.010 THz 频段内吸收率超过90%，具有宽频带和高效率等优点。此外，还对太赫兹波入射角度和极化角度对器件的极化转换特性和吸收特性的影响进行研究，证明该结构具有极化不敏感和入射角度稳定性高的特点。研究结果表明：所提器件独特的多层堆叠结构不仅展现出卓越的吸收性能，还能够在多种极化状态下快速转换，在太赫兹成像、通信和安全检测等领域有很大的应用潜力。

关键词：光学器件；太赫兹超材料；多功能器件；极化转换；吸收