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Bi-functional metasurface for broadband absorption and broadband cross-polarization conversion based on vanadium dioxide

宽带 太赫兹辐射 极化(电化学) 材料科学 带宽(计算) 光电子学 微波食品加热 光学 化学 物理 电信 物理化学 量子力学 计算机科学
作者
Yue Zhang,Wenrui Xue,Yida Du,Jinglin Liang,Changyong Li
出处
期刊:Optical Materials [Elsevier BV]
卷期号:149: 114984-114984 被引量:18
标识
DOI:10.1016/j.optmat.2024.114984
摘要

A bi-functional metasurface with switchable absorption and cross-polarization conversion in the terahertz band is proposed by using phase change material vanadium dioxide (VO2). When VO2 exhibits metallic property, the proposed metasurface acts as a broadband absorber. Simulation results show that the absorption rate of the absorber is greater than 90 % in the range of 1.485–3.575 THz, and the relative bandwidth is 82.6 %. The absorption efficiency can maintain above 90 % when the incident angle is less than 60° for TM wave. Due to the symmetry of the designed structure, the absorber is insensitive to the polarization angle. When VO2 exhibits insulating property, the proposed metasurface behaves as a broadband cross-polarization converter. Simulation results show that the polarization conversion ratio of the polarization converter exceeds 0.9 in the range of 1.1–3.2 THz, and the relative bandwidth is 97.7 %. Nearly 100 % cross-polarization conversion can be achieved at 1.51 THz, 2.356 THz and 3.1 THz. The proposed metasurface features high efficiency, wide-angle and broad bandwidth advantages, which has potential application value in imaging, stealth technology, radar detection and other fields.
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