用于动态太赫兹波前工程的超快可重构多功能二氧化钒辅助超表面
应用物理
2019-11-01 v1
摘要
本文首次提出了一种新一代超快可重构多任务偏置编码超表面，通过利用二氧化钒（VO2）可逆且快速的单斜相到四方相相变，实现动态太赫兹波前工程。我们设计的基于 VO2 的编码超表面（VBCM）的多功能性，由一个精心设计的、包含三块图案化 VO2 薄膜的超原子来保证，其工作状态仅需通过外部 FPGA 平台控制偏置电压，即可在“00”到“11”四种状态之间动态调谐。利用这种超原子设计，并通过不同的螺旋形和螺旋-抛物线形编码序列驱动 VBCM，我们分别满意地生成了具有可互换轨道角动量模式的单涡旋光束和聚焦涡旋光束。此外，通过采用叠加定理和卷积运算，实现了对称/非对称多光束以及在预定方向上具有不同拓扑荷的任意指向多涡旋光束。我们设计的 VBCM 的多功能性还提供了一个平台，可将入射太赫兹波前聚焦到一个可动态改变的预定点上。多个说明性示例成功阐明，所提出的 VBCM 是解决关键太赫兹挑战（例如需要在多个任务之间进行超快切换的高数据速率无线通信）的有力候选方案。
引用
@article{arxiv.1910.14272,
title = {Ultrafast reprogrammable multifunctional vanadium-dioxide-assisted metasurface for dynamic THz wavefront engineering},
author = {Javad Shabanpour and Sina Beyraghi and Ahmad Cheldavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.14272},
year = {2019}
}