位相分布と円形二色性切り替えテラヘルツキラルメタサーフェス

Chiral Metasurfacesには、Terahertz（THZ）バンドに多くのアプリケーションがありますが、変調の柔軟性と機能拡張がまだありません。このホワイトペーパーでは、切り替え可能な位相分布と切り替え可能な円双症（CD）を備えたテラヘルツのキラルメタサーフェスを紹介します。メタサーフェスユニットは、酸化バナジウムに埋め込まれた金属製の内側の環と、酸化バナジウムの熱制御により状態切り替え、入射波の周波数の変化によって状態の切り替えで構成されています。切り替え可能な位相分布に基づいて、シミュレーションを通じて調整可能な焦点距離を備えたフォーカス渦ビームジェネレーターを設計しました。スイッチングCD機能に基づいて、数値シミュレーションを使用して近距離フィールドイメージングでのモードスイッチングをシミュレートし、光暗号化方法を革新的に提案します。キラルの特性を利用して、同じ周波数帯域でデュアルチャネルスイッチ可能なホログラフィックイメージングも設計しました。これは、VO2の状態の変化と組み合わせて合計4つのホログラムスイッチングを実現できます。提案されているメタワースは、光の暗号化とダイナミクスの波面変調の研究のための新しいアイデアを提供することが期待されています。

Chiral metasurfaces have many applications in the terahertz (THz) band, but they still lack modulation flexibility and functionality expansion. This paper presents a terahertz chiral metasurface with switchable phase distribution and switchable circular dichroism (CD). The metasurface unit consists of a metallic inner ring embedded in vanadium oxide and a vanadium oxide outer ring, state switching by thermal control of vanadium oxide and a change in the frequency of the incident wave. Based on the switchable phase distribution, we designed a focusing vortex beam generator with adjustable focal lengths through simulation. Based on the switching CD capability, we simulate its mode switching in near-field imaging using numerical simulation, and innovatively propose an optical encryption method. Utilizing the chiral property, we also designed dual-channel switchable holographic imaging in the same frequency band, which combined with the state change of VO2 can realize a total of 4 holograms switching. Our proposed metasurface is expected to provide new ideas for the study of optical encryption and wavefront modulation of dynamics.