李向军，候小梅，程 钢，裘国华，严德贤*，李九生

（1.中国计量大学信息工程学院浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室，浙江杭州 310018；2. 中国计量大学 太赫兹研究所，浙江杭州 310018）

1 引 言

太赫兹波（0.1～10 THz）的频率位于微波和红外波之间，因其频率位置特殊，故太赫兹波拥有众多优势，如指纹性、活体安全以及非极性材料透射性等，其在6G 通信、无损检测、国土安全、天文探测和医疗诊断等众多领域具有巨大的应用潜力[1]。然而，在太赫兹技术迈向广泛应用过程中不仅缺少高功率的太赫兹源和高灵敏度的太赫兹探测器，还缺少紧凑高效的太赫兹波片、调制器，以及透镜、棱镜和反射镜等功能器件。近年来，基于亚波长散射体阵列的超表面在波束调控方面显示出超灵活和超轻薄的巨大优势，有望实现太赫兹系统的小型化与集成化[2]。与传统折射型光学器件不同，二维超表面利用亚波长结构控制电磁波的幅度、相位和偏振[3]。尤其是2011年，哈佛大学Capasso 课题组设计了一种新型光波段静态超表面，并确立了广义斯涅耳定律，有力促进了超表面的研究[4]。然而，在许多实际应用场合，静态超表面结构不能够实时动态地调制太赫兹波。目前动态超表面的调控原理主要分两种[5]：一种是基于电[6]、磁[7]、热[8]、光[9]以及化学反应[10]等效应去改变超表面单元结构的材料参数实现可调谐超表面，包括零维材料（量子点[11]等）、一维材料（如碳纳米管[12]等）、二维材料（如石墨烯[6]等）、相变材料（如GST[8]、VO2[13]等）、半导体[14]和液晶材料[15]等；……