太赫兹全金属超构表面的极化无关准BICs研究
作者:
作者单位:

1.上海大学 通信与信息工程学院,上海 200444;2.上海师范大学 数理学院,上海 200234

作者简介:

赵正韬(2003-),男,本科,主要研究方向为太赫兹超表面.email:18001907096@qq.om.
张亚倩(1999-),女,在读硕士研究生,主要研究方向为亚毫米波超导谐振器.
肖中银(1964-),男,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为手征特异材料、光波导表面模特性等.
刘德君(1990-),男,博士,副研究员,主要研究方向为太赫兹器件、亚毫米天文技术.

通讯作者:

肖中银 email:zhyxiao@staff.shu.edu.cn
刘德君 email:dejunliu1990@shnu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(62205211);上海浦江人才资助项目(20PJ1412200)

伦理声明:



Polarization-independent quasi-Bound states In the Continuum based on terahertz all metal metasurfaces
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.School of Communication and Information Engineering,Shanghai University,Shanghai 200444,China;2.Mathematics and Science College,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China

Funding:

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    摘要:

    提出一种具有高Q值的太赫兹全金属超构表面。该超构表面由4个菱形孔组成,改变相邻菱形孔的尺寸,可以打破结构的对称性,产生准连续域束缚态(BICs);改变入射波的极化角度,激发的准BICs频率保持不变,超构表面具有极化不相关特性。优化结构参数,仿真结果表明,当尺寸偏差为3 μm时,产生的准BICs实现了小于1 GHz的超窄带宽,对应Q值大于1 300。实验测试结果显示,加工的样品(偏差30 μm)测试Q值为40。相比于圆孔结构,菱形孔结构由于尖锐的转角可以实现较强的束缚场。本文提出的具有极化无关准BICs的超构表面在实时化学和生物分子传感中具有巨大的实际应用潜力。

    Abstract:

    A terahertz(THz) all-metal metasurface with a high Q-factor has been proposed, consisting of four diamond-shaped holes. By altering the size of adjacent diamond-shaped holes, the symmetry of the structure can be broken, resulting in quasi-Bound states In the Continuum(BICs). By changing the polarization angle of the incident wave, the frequency of the excited quasi-BICs remains unchanged, exhibiting polarization-independent characteristics. Simulation results show that, by optimizing structural parameters, when the size deviation is 3 μm, the quasi-BICs achieved an ultra-narrow bandwidth of less than 1 GHz, corresponding to a Q-factor greater than 1 300. Experimental test results show that the fabricated sample(with a deviation of 30 μm) had a measured Q-factor of 40. Compared to circular hole structures, the diamond-shaped hole structure can achieve stronger bound fields due to its sharp corners. The proposed metasurface with polarization-independent quasi-BICs has enormous practical application potential in real-time chemical and biomolecular sensing.

    参考文献
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引用本文

赵正韬,张亚倩,肖中银,刘德君.太赫兹全金属超构表面的极化无关准BICs研究[J].太赫兹科学与电子信息学报,2024,22(7):689~694

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  • 收稿日期:2024-02-19
  • 最后修改日期:2024-03-26
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  • 在线发布日期: 2024-07-24
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