準カプセル型ホログラフィックテラハーツメタサーフェスのビーム型フェムト秒レーザー印刷

Terahertz（THZ）Metasurfacesは、THZ波面変調のための新しい道を開きました。ただし、THZメタサーフェスの高効率で低コストの製造は、今日でも大きな課題です。ここでは、準カプセル型分極偏光偏りホログラフィックTHZメタサーフェスを、梁型フェムト秒レーザーによって印刷されました。レーザービームは、空間光変調器（SLM）にロードされた最適化された円筒レンズのホログラムによって空間的に変調されました。クォーシカプセルの開口部のサイズは、ホログラム、パルスエネルギー、パルス数の焦点距離を調整することにより、絶妙かつ柔軟に制御できます。近距離場の回折とバーチのエンコードに基づいて、100×100の基本単位開口部の配列が最初に設計され、偏光緩和されたTHZメタサーフェスが最終的に8 mm×8 mmの寸法で印刷されました。偏光の多重化の機能が実証され、それによって2種類の画像がそれぞれXおよびY偏光THZ波に応答して再構築されました。現在の研究は、THZメタサーフェスの製造方法の大きな飛躍を強調し、小型化され統合されたTHZシステムの開発を刺激することを願っています。

Terahertz (THz) metasurfaces have opened up a new avenue for the THz wavefront modulation. However, high-efficient and low-cost fabrication of THz metasurfaces remains a great challenge today. Here, quasi-capsule-shaped polarization-multiplexed holographic THz metasurfaces were printed by a beam-shaped femtosecond laser. The laser beam was spatially modulated by holograms of optimized cylindrical lens loaded on a spatial light modulator (SLM). The size of quasi-capsule apertures can be exquisitely and flexibly controlled by adjusting the focal length in holograms, pulse energy, and pulse number. Based on near-field diffraction and Burch encoding, an array of 100 × 100 basic unit apertures were initially designed, and a polarization-multiplexed THz metasurface was finally printed with a dimension of 8 mm × 8 mm. The function of polarization multiplexing was demonstrated, by which two kinds of images were reconstructed in response to X and Y-polarization THz waves, respectively. The present work highlights a great leap in fabrication method for THz metasurfaces and hopefully stimulates the development of miniaturized and integrated THz systems.