Terahertz Sensing Based on Metasurfaces

太赫兹辐射 材料科学 电磁频谱 光电子学 超材料 谐振器 平面的 光谱学 薄膜 纳米技术 计算机科学 光学 物理 计算机图形学(图像) 量子力学
作者
Miguel Beruete,Irati Jáuregui‐López
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:8 (3) 被引量:309
标识
DOI:10.1002/adom.201900721
摘要

Abstract The terahertz (THz) band has very attractive characteristics for sensing and biosensing applications, due to some interesting features such as being a non‐ionizing radiation, very sensitive to weak interactions, thus, complementing typical spectroscopy systems in the infrared. However, a fundamental drawback is its relatively long wavelength (10–1000 µm) which makes it blind to small features, hindering seriously both thin‐film and biological sensing. Recently, new ways to overcome this limitation have become possible thanks to the advent of metasurfaces. These artificial structures are planar screens usually made of periodic metallic resonators and whose electromagnetic response can be controlled at will by design. This design freedom allows metasurfaces to surpass the restrictions of classical THz spectroscopy, by creating fine details comparable to the size of the thin films or microorganisms under test. The strong field concentration near these small metasurface details at resonance makes them highly sensitive to tiny variations in the nearby environment, allowing for an enhanced detection more accurate than classical THz spectroscopy. The main advances in THz metasurface sensors from a historical as well as application‐oriented perspective are summarized. The focus is put mainly on thin‐film and biological sensors, with an aim to cover the most recent advances in the topic.
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