傳統(tǒng)的偏振轉(zhuǎn)換器件主要利用各向異性晶體，使光束在快軸與慢軸的傳播產(chǎn)生相位延遲，從而改變光束的偏振性。而傳統(tǒng)的偏振轉(zhuǎn)換器也具有低效率、體積大、易碎、傳輸距離長(zhǎng)、窄帶寬等劣勢(shì)。由于缺乏合適的自然界材料，如何對(duì)太赫茲波的偏振狀態(tài)進(jìn)行自由控制一直是一個(gè)難點(diǎn)。而超表面——一種人為設(shè)計(jì)材料，為研究新型太赫茲器件提供了一條重要途徑。

武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室激光與太赫茲功能實(shí)驗(yàn)室劉勁松教授帶領(lǐng)碩士生莫偉成等人實(shí)現(xiàn)了工作頻率為0.1THz的超表面偏振轉(zhuǎn)換器。首先通過仿真實(shí)現(xiàn)了一種靈活控制太赫茲波偏振態(tài)的方法。超表面由子單元A和B組成，利用交錯(cuò)的子單元A和B分別控制Ey和Ex。通過改變互相交錯(cuò)的子單元A和B之間的補(bǔ)償距離d，使光束A和光束B產(chǎn)生不同的相位延遲，靈活的對(duì)出射光的偏振狀態(tài)進(jìn)行控制。隨后通過光刻與電子束蒸發(fā)技術(shù)制作樣品，實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了半波片的性能，證明了該方法的可行性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用聚丙烯墊層材料使超表面變得非常柔韌，可以彎曲，更加適合未來的應(yīng)用。

2016年6月13日，該研究成果“Ultrathin flexible terahertz polarization converter based on metasurfaces”發(fā)表在OSA旗下期刊Optics Express (Vol. 24, no. 12, pp. 13621-13627, 2016)雜志。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（501100001809）和武漢市科技計(jì)劃(20140101010009)的資助。

（a）太赫茲偏振轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖 （b）出射光利薩如圖形

來源：武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(籌)