日本开发出一种新型太赫兹光学材料

日前，日本东北大学宣布已开发出一种新型太赫兹光学材料，该材料采用封装有超材料的粉末（如下图所示），易于加工和形成，旨在实现第六代（6G）移动通信系统中使用的太赫兹波的任何折射率特性的光学元件。 D-!#TN`Y  
q oJ4w7  
g"&e*fF  
预计6G将使用太赫兹频段，然而目前，太赫兹光学材料的可选项很少，用于自由操作太赫兹波的透镜和棱镜，在实现各种光学元件（如滤光片）方面存在困难，易于加工和成型，并且需要开发具有广泛折射率特性的新材料。 eHy.<VX  
Zd]2>h  
这种新材料的候选材料之一是超材料，它是一种由超细结构组成的人造光学材料，具有突破传统电磁波操作技术极限的创新性能和特性。 eVx &S a  
4t;m^I
v  
因此，研究人员决定开发一种制造技术，以低成本和大规模地提供三维散装元材料，这些材料可以形成自由形状，并具有任意折射率。 J&jNONu?  
!YJ^BI    
三维散装金属材料的特征是，由于超材料单元结构在透明树脂中不受方向依赖地分散，因此偏振依赖性被消除，可以实现各向同性的光学特性，目前虽然使用能够形成任意形状的超材料单元结构的制造技术实现了三维超材料，但存在厚度限制和结构方向的限制，三维各向异性分散的散装材料尚未实现。此外，使用自组装图案和生物模板的制造方法，存在元材料单元结构的形状受到限制的问题。 gbc])`aJ>  
TR([u  
此次东北大学开发了一种真正的三维散装元材料制造技术，该技术不受制造厚度的限制，并基于设计以三维方式各向异性分散各种任意形状的元材料。具体来说，开发的超材料可以作为粉末提供，树脂粉末的大小小于太赫兹波的波长几十-几百μm，被搅拌成液体树脂，通过使用模具凝固，光学材料具有折射率特性，根据任意形状和超材料的设计（三维散装超材料）可以生产。 TV&4m5  
{cF>,T  
.7EZB  
事实上，通过使用模具成型，例如直径12mm，制造了厚度为1.6mm的三维散装超材料，该谐振器包含具有代表性的超材料单元结构的分离谐振器，使用立方体粉末的一侧100μm，元材料是三维随机分散排列的。 ^68BxYUoD\  
7h3JH  
研究人员说，由于新开发的超材料可以作为固体粉末材料提供，因此通过模具成型和切割等加工，可以自由加工超材料，从而实现太赫兹光学元件。