基于超光栅的3D打印全介质太赫兹超透镜

作     者：石嘉 高寒 王迪 王少娜 牛萍娟 姚建铨 SHI Jia;GAO Han;WANG Di;WANG Shaona;NIU Pingjuan;YAO Juanquan

作者机构：天津工业大学电子与信息工程学院天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300372 

出 版 物：《光电子．激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2024年第35卷第1期

页      面：1-6页

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(61905177,61901297) 天津市自然科学基金(19JCQNJC01400,18JCQNJC70600)资助项目 

主　　题：太赫兹(THz) 超透镜 超光栅 3D打印技术 

摘      要：超透镜是基于超表面和超光栅的器件,可实现对入射光振幅、相位、偏振等的灵活调控,具有轻薄、易集成的特点。但超透镜的制作周期时间长、成本高,寻找一种易加工、低成本、高效的方法制造超透镜是非常有必要的。本文设计了一种高效波前控制电磁波的太赫兹(Terahertz,THz)全介质超光栅,当电磁波垂直入射时,超光栅将电磁波束弯曲至T-1衍射级。通过仿真模拟可知,当P偏振光入射时,可将83.44%的透射能量集中在T-1衍射级,S偏振光入射时可达到82.73%。基于设计的超光栅,当0.14THz电磁波入射时,设计了数值孔径为0.39的超透镜,利用3D打印技术加工工艺制备,并搭建扫描测量系统验证该设计。测量结果表明,超透镜焦距为114.5mm,与仿真设计相一致,同时测得了光斑的大小,最后搭建的THz透射成像系统表征了超透镜的成像能力。这项工作在光学传感、通信和超分辨率成像中具有潜在的应用价值。