THz -vågor har en uppsjö av applikationer som sträcker sig från biomedicinska och medicinska undersökningar, bildbehandling, miljöövervakning, till trådlös kommunikation, på grund av riklig spektral information, låg fotonenergi, stark genomtränglighet, och kortare våglängd. THz-vågor med tekniska framsteg bestäms inte bara av högeffektiva källor och detektorer utan också av en mängd olika högkvalitativa THz-komponenter/funktionella enheter. Dock, traditionella THz-enheter bör vara tillräckligt tjocka för att realisera de önskade vågmanipulerande funktionerna, hindrar utvecklingen av THz integrerade system och applikationer. Även om metamaterial har visat banbrytande upptäckter på grund av avstämbar elektrisk permittivitet och magnetisk permeabilitet hos en metaatom, de begränsas av tekniska utmaningar vid tillverkning och hög förlust av den metallbaserade enhetscellen.

I en ny tidning publicerad i Ljus:Avancerad tillverkning , ett team av forskare, ledd av professor Songlin Zhuang från Terahertz Technology Innovation Research Institute, University of Shanghai för vetenskap och teknik, och medarbetare har sammanfattat de senaste framstegen av metasytor för manipulering av THz-vågor. Dessa ultrakompakta enheter med ovanliga funktioner gör metasurface-enheter mycket attraktiva för applikationer som bildbehandling, kryptering, informationsmodulering och THz-kommunikation.

Faktiskt, metasytor består vanligtvis av plana antenner som möjliggör förutformade EM-svar. Antennerna är gjorda av metaller eller traditionella dielektriska komponenter med högt brytningsindex som enkelt kan tillverkas baserat på standardtillverkningsprocesser. Dessutom, metasytor med funktionalitet för att manipulera EM-vågor är beroende av abrupta fasförändringar vid plana antenngränssnitt, och sålunda är tjockleken på metasytor mycket tunnare än den infallande våglängden. Metasytor kan lokalt styra vågfronten för EM-vågor vid subvåglängdsupplösning, som leder till olika praktiska tillämpningar som metallenses, vågplattor, virvelstrålegeneratorer, strålstyrning och hologram. Metasytornas ultratunna natur, enkel tillverkning, och subvåglängdsupplösning vid manipulering av EM-vågor gör metasytor till idealiska kandidater för THz-enhetsminiatyrisering (ultrakompakta THz-enheter) och systemintegration.

Det metasytebaserade tillvägagångssättet för manipulerande THz-vågor möjliggör anmärkningsvärda bidrag vid design av ultratunna/ultrakompakta och avstämbara THz-komponenter. De huvudsakliga fördelarna/bidragen med THz-metasytor kan dras av följande:(1) THz-komponenter med reducerad storlek:Fokuseringsfunktionerna, OAM, och polarisationskonvertering realiserad av metasytor kan traditionellt erhållas genom att använda en THz-lins, spiralformad fasplatta, och halvvågs (eller kvartsvåg) platta, respektive; (2) THz-komponenter med flera funktioner:De traditionella THz-enheterna, t.ex. THz linser, vågplattor, etc, alltid visa en enda funktion. Metasurfaces tillhandahåller inte bara en flexibel plattform för att realisera ultratunna/ultrakompakta THz-enheter med en enda funktion, men möjliggör också den oöverträffade förmågan att designa multifunktionella THz-enheter. (3) THz-komponenter med inställbar funktion:Metasytor i kombination med VO ₂ , grafen, etc, öppna en ny väg för att designa THz-komponenter med aktiva funktioner.

Sammanfattningsvis, metasytor med plana strukturer kan lokalt modifiera vågfronten för THz-vågor vid subvåglängdsupplösning. Metasurfaces tillhandahåller inte bara en ultrakompakt plattform för att manipulera vågfronten av THz-vågor, men genererar också en uppsjö av applikationer som är svåra att uppnå med konventionella funktionella enheter. Som en översikt, den senaste utvecklingen av metasytor för att manipulera THz-vågor presenterades i detta dokument, och denna lägesrapport kan öppna en ny väg för att designa ultratunna eller ultrakompakta THz-funktionella enheter och system.