可调太赫兹与光学超材料-论文.pdf

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1、第7卷第3期中国光学Vo1．7No．32014年6月ChineseOpticsJun．2014文童编号2095—1531(2014)03-0349—16可调太赫兹与光学超材料张检发，袁晓东，秦石乔(国防科学技术大学光电科学与工程学院，湖南长沙410073)摘要：本文对可调太赫兹与光学超材料的研究进展进行了综述，并对其发展趋势和应用前景进行了展望。可以预见，可调超材料将继续成为超材料研究中的热点课题，并将成为引领光学器件和光学系统变革的潜在技术途径，对光学和太赫兹技术的发展将产生深远的影响。关键词：可调；太赫兹；光学；超材料中图分类号：0439；TN214文献标识码：Ad

2、oi：10．3788／C0．20140703．0349TunableterahertzandopticalmetamaterialsZHANGJian．fa．YUANXiao—dong，QINShi—qiao(CollegeofOptoelectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073，China)Correspondingauthor．E—mail：jfzhang85@nudt．edu．cnAbstract：Thispaperreviewsrecent

3、developmentsoftunableTHzandopticalmetamaterialsandgivesinsightsint0thetrendoffutureresearchinthisfieldaswellasthepotentialapplications．Itcanbeexpectedthattuna—blemetamateria1swillremaintobeahottopicinmetamaterialsandtheirdevelopmentsmayleadtoarevolutioninoptica1devicesandsystemsandmakead

4、eepimpactonthedevelopmentofphotonicandTHztechnolo‘gY·Keywords：tunable；terahertz；optical；metamaterials收稿日期：2013—12—16；修订日期：2014-02—18基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．11304389)350中国光学第7卷媒质的混合结构超材料等。从调制方式来1引言说，有热调制、电调制、磁场调制和光调制等。从被调制的电磁波特性来说，有振幅调制、共振频率在过去的十多年中，电磁超材料(metamateri—调制、相位调制等。als)吸引了人们广泛的研究兴趣

5、。电磁超材料是可调超材料在各个波段都有重要的研究价由亚波长结构单元组成，具有自然界材料所没有值。本文主要论述太赫兹和光学波段可调超材料的新颖电磁特性的人工结构材料¨。根据电磁的发展情况。本文在介绍不同类型可调太赫兹和超材料工作的频谱范围，可以将它简单地划分为光学超材料的工作原理的同时，着重从应用的角微波超材料、太赫兹超材料及光学超材料。电磁度进行一些讨论，并对其未来的发展趋势进行分超材料最早是在微波频率段实现的，随后很快发析。关于可调超材料，已经有一些综述性的文献，展到从太赫兹到红外及可见光的几乎整个电磁频如N．Zheludev等人的“Frommetamaterials

6、to谱范围。超材料的研究已经远远超出了最初metadevices”【)41，A．Liu等人的“Micromachined的“负折射材料”或者“左手材料”[9-10]的范畴。tunablemetamaterials：areview”[，A．Boardman在超材料的基础上，人们又提出了超表面(meta—等人的“Activeandtunablemetamaterials”lj等。surface)⋯。，超器件(metadevice)等新的概这些文献论述的角度和范围各有侧重，本文与这念。如今，一方面人们依然在探索超材料的新颖些文献相互补充，为读者了解可调光学与太赫兹特性和物理现

7、象，另一方面则将注意力转向超材超材料提供了一个更全面的视野。料的实际应用。超材料在光的偏振、相位和振幅控制方面具2可调超材料的基本工作原理有许多传统光学材料和器件无法比拟的独特优势，在新型光学元件的开发方面具有巨大潜力。超材料通常由亚波长的共振结构单元组成。利用超材料对光的超常控制能力可以实现一些新尽管包括陶瓷。、高折射率半导体删在内的的元件，如宽带圆偏振器J、新型完美吸收介质材料等都被用做制作超材料的基质，但大多器_2ol、具有无相差成像能力的平面透镜。]数超材料的结构单元都是由金、银等贵金属构成。等。基于超材料，特别是平面超材料的光学