RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2025 Получить статью →
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов
Поиск →

Выпуски

 / 

2025

 / 

Март

←  →

Приборы и методы исследований


Преобразователи поляризации терагерцового излучения: физические принципы, устройство и применение

†  а,  б
а Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Политехническая ул. 26, Санкт-Петербург, 194021, Российская Федерация
б ООО "Тидекс", Домостроительная ул. 16, Санкт-Петербург, 194292, Российская Федерация

Рассмотрены базовые физические принципы функционирования преобразователей поляризации терагерцового (ТГц) излучения. Обсуждаются основные типы поляризаторов: проволочные, плёночные, на основе метаматериалов и др. Также рассмотрены более сложные устройства на основе сборок поляризаторов: сегментные, ахроматические и перестраиваемые составные волновые пластины, в том числе в широком диапазоне длин волн, ТГц поляризационые фильтры, описаны базовые принципы их расчёта на основе формализма Джонса.

Текст pdf (7 Мб)
Адрес для корреспонденции: † kaveev@mail.ioffe.ru
Ключевые слова: ТГц-поляриметрия, волновые пластины, ретардация, кварцевая оптика, формализм Джонса
PACS: 07.57.−c, 42.25.Ja, 42.81.Gs (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2024.09.039770
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2025/3/f/
Цитата: Кавеев А К, Кропотов Г И "Преобразователи поляризации терагерцового излучения: физические принципы, устройство и применение" УФН 195 311–333 (2025)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 1 мая 2024, доработана: 28 июля 2024, 24 сентября 2024

English citation: Kaveev A K, Kropotov G I “Terahertz polarization converters: physical principles, design, and applications” Phys. Usp. 68 (3) (2025); DOI: 10.3367/UFNe.2024.09.039770

Список литературы (130) ↓ Похожие статьи (11)

  1. Federici J F et al Semicond. Sci. Technol. 20 S266 (2005)
  2. Friederich F et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1 183 (2011)
  3. Ajito K, Ueno Y IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1 293 (2011)
  4. Humphreys K et al The 26th Annual Intern. Conf. of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, San Francisco, CA, USA, 2004 p. 1302
  5. Zhang X-C, Xu J Introduction to THz Wave Photonics (New York: Springer-Verlag, 2010) p. 49-52
  6. Taylor Z D et al IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 1 201 (2011)
  7. Nuss M C, Orenstein J Millimeter and Submillimeter Wave Spectroscopy of Solids (Topics in Applied Physics) Vol. 74 (Eds G Grüner) (Berlin: Springer, 2007) p. 7
  8. Gong Y et al Microw. Opt. Technol. Lett. 63 1605 (2021)
  9. Bréhat F, Wyncke B Int. J. Infrared Millimeter Waves 18 1663 (1997)
  10. Zubair A et al Appl. Phys. Lett. 108 141107 (2016)
  11. Kyoung J et al Nano Lett. 11 4227 (2011)
  12. Anjali, Varshney R, Kumar S J. Opt. Soc. Am. B 40 1688 (2023)
  13. Zaman A M et al Front. Nanotechnol. 5 1 (2023)
  14. Yan F et al J. Infrared Millimeter Terahertz Waves 34 489 (2013)
  15. TYDEX. THz Film Polarizers, https://www.tydexoptics.com/products/thz_polarizers/thz_polarizers1/
  16. Vickers D G, Robson E I, Beckman J E Appl. Opt. 10 682 (1971)
  17. Martin D H, Puplett E Infrared Phys. 10 105 (1970)
  18. Costley A E et al J. Opt. Soc. Am. 67 979 (1977)
  19. Sentz A et al Rev. Sci. Instrum. 49 926 (1978)
  20. Shapiro J B, Bloemhof E E Int. J. Infrared Millimeter Waves 11 973 (1990)
  21. Hu Y et al J. Aerospace Eng. 233 1916 (2019)
  22. TYDEX. THz Wire Grid Polarizers, https://www.tydexoptics.com/products/thz_polarizers/thz_polarizers/
  23. Moon S, Kim D J. Opt. Soc. Am. A 23 199 (2006)
  24. Liao Y-L, Zhao Y Opt. Quantum Electron. 46 641 (2014)
  25. Lalanne P, Hugonin J-P J. Opt. Soc. Am. A 15 1843 (1998)
  26. Haggans C W, Li L, Kostuk R K J. Opt. Soc. Am. A 10 2217 (1993)
  27. Kim D, Burke K Appl. Opt. 42 6321 (2003)
  28. Thurman S T, Morris G M Appl. Opt. 42 3225 (2003)
  29. Chen C, Lu Z, Zhao B Proc. SPIE 4223 101 (2000)
  30. Boedecker G, Henkel C Opt. Express 11 1590 (2003)
  31. Koschny T et al Phys. Rev. Lett. 93 107402 (2004)
  32. Li L J. Opt. Soc. Am. A 13 1870 (1996)
  33. Dai M et al Opt. Express 23 15390 (2015)
  34. Горелик Г С Колебания и волны: Введение в акустику, радиофизику и оптику (М.: Физматгиз, 1959)
  35. Dorn R, Quabis S, Leuchs G J. Mod. Opt. 50 1917 (2003)
  36. Dorn R, Quabis S, Leuchs G Phys. Rev. Lett. 91 233901 (2003)
  37. Quabis S et al Opt. Commun. 179 1 (2000)
  38. Hall D G Opt. Lett. 21 9 (1996)
  39. Zhan Q Adv. Opt. Photon. 1 1 (2009)
  40. Gori F, Guattari G, Padovani C Opt. Commun. 64 491 (1987)
  41. Quabis S, Dorn R, Leuchs G Appl. Phys. B 81 597 (2005)
  42. Novotny L, Hecht B Principles of Nano-Optics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2006)
  43. Maekawa A, Uesaka M, Tomizawa H Proc. of the 30th Intern. Free Electron Laser Conf., FEL08, Gyeongju, Korea p. 435-438; https://jacow.org/FEL2008/papers/TUPPH082.pdf
  44. Machavariani G et al Opt. Commun. 281 732 (2008)
  45. TYDEX. THz Waveplates, https://www.tydexoptics.com/products/thz_polarizers/thz_waveplate/
  46. Википедия. Призма Волластона, https://ru.wikipedia.org/wiki/Призма_Волластона#/media/File:Wollaston-prism.svg
  47. Азимут Фотоникс. Призмы Волластона ThorLabs, https://azimp.ru/thorlabs/wollaston-polarizer/
  48. StudFiles. Санкт-Петербургский гос. ун-т информационных технологий, механики и оптики. Лабораторная работа № 16 "Определение концентрации раствора сахара с помощью поляриметра", https://studfile.net/preview/6074976/
  49. Bennett J M Handbook of Optics (Ed. in Chief M Bass) 2nd ed. (New York: McGraw-Hill, 1995) p. 3.13-3.14
  50. Archard J F, Taylor A M J. Sci. Instrum. 25 407 (1948)
  51. Википедия. Призма Глана-Тейлора,; https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Glan-foucault.png?uselang=ru
  52. Fan J-Y, Li H-X, Wu F-Q Opt. Commun. 223 11 (2003)
  53. Vardaxoglou J C Frequency Selective Surfaces: Analysis and Design (Electronic and Electrical Engineering Research Studies. Antennas Ser.) Vol. 10 (Taunton: Research Studies Press, New York: J. Wiley, 1997)
  54. Munk B A Frequency Selective Surfaces : Theory and Design (New York: John Wiley, 2000)
  55. Wu T-K Encyclopedia of RF and Microwave Engineering (Ed. K Chang) (Hoboken, NJ: John Wiley, 2005)
  56. Suresh Kumar N et al Crystals 11 518 (2021)
  57. Yen T J et al Science 303 1494 (2004)
  58. Moser H O et al Phys. Rev. Lett. 94 063901 (2005)
  59. Peralta X G et al Opt. Express 17 773 (2009)
  60. Pisano G et al Appl. Opt. 55 10255 (2016)
  61. Acuna G et al Opt. Express 16 18745 (2008)
  62. Strikwerda A C et al Opt. Express 17 136 (2009)
  63. Masson J-B, Gallot G Opt. Lett. 31 265 (2006)
  64. Zhang X et al Opt. Mater. Express 10 282 (2020)
  65. Cong L et al Laser Photon. Rev. 8 626 (2014)
  66. Kawada Y et al Opt. Lett. 39 2794 (2014)
  67. Nagai M et al Opt. Lett. 39 146 (2014)
  68. Kanda N, Konishi K, Kuwata-Gonokami M Opt. Express 15 11117 (2007)
  69. Hsieh C-F et al Opt. Lett. 31 1112 (2006)
  70. Tsai T-R et al Appl. Opt. 42 2372 (2003)
  71. Pan R-P et al Mol. Cryst. Liquid Cryst. 409 137 (2004)
  72. Chen C-Y et al Appl. Phys. Lett. 83 4497 (2003)
  73. Chen C-Y et al Opt. Express 12 2625 (2004)
  74. Tsai T-R et al IEEE Microwave Wireless Comp. Lett. 14 77 (2004)
  75. Zhang B, Gong Y Opt. Express 23 14897 (2015)
  76. Drysdale T D et al Electron. Lett. 37 149 (2001)
  77. Drysdale T D et al IEEE Trans. Antennas Propag. 51 3072 (2003)
  78. Savini G, Pisano G, Ade P A R Appl. Opt. 45 8907 (2006)
  79. Pancharatnam S Proc. Indian Acad. Sci. 41 130 (1955)
  80. Ma J et al Chin. J. Astron. Astrophys. 8 349 (2008)
  81. Kang G et al Opt. Express 18 1695 (2010)
  82. Chen Z et al Opt. Commun. 311 1 (2013)
  83. Kaveev A K et al Appl. Opt. 60 (2013)
  84. TYDEX. THz Broad-Band Phase Transformers, https://www.tydexoptics.com/products/thz_polarizers/thz_converters/
  85. Yariv A, Yeh P Optical Waves in Crystal: Propagation and Control of Laser Radiation (New York: John Wiley and Sons, 1984) p. 132-158
  86. Clark Jones R J. Opt. Soc. Am. 31 488 (1941)
  87. Kirkpatrick S, Gelatt C D (Jr.), Vecchi M P Science 220 671 (1983)
  88. Press W H et al The Art of Scientific Computing (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1997)
  89. Schneider P et al J. Appl. Phys. 96 420 (2004)
  90. Kvon Z-D et al Physica E 40 1885 (2008)
  91. Ganichev S, Prettl W Intense Terahertz Excitation of Semiconductors (Oxford: Oxford Univ. Press, 2006)
  92. Даршт М "Влияние среды и внешних воздействий на распространение поляризованного света" Дисс. ... канд. физ.-мат. наук (Челябинск: Челябинский гос. техн. ун-т, 1996)
  93. Kaveev A K et al Appl. Opt. 53 5410 (2014)
  94. TYDEX. Tunable THz Polarization Converter, https://www.tydexoptics.com/products/thz_polarizers/tunable_thz_polarization_converter/
  95. Zhang T, Popov D, Khodzitsky M Proc. of the 46th Intern. Conf. on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves, IRMMW-THz, 29 August 2021 - 03 September 2021, Chengdu, China
  96. Rosenberg W J, Title A M Proc. SPIE 0307 120 (1982)
  97. Zhang T, Kropotov G, Khodzitsky M Opt. Continuum 2 1597 (2023)
  98. Тихонов А Н, Арсенин В Я Методы решения некорректных задач (М.: Наука, 1979); Пер. на англ. яз., Tikhonov A N, Arsenin V Ya Solutions of Ill-posed Problems (Washington, DC: Halsted Press, 1977)
  99. Жиглинский А Г, Кучинский В В Реальный интерферометр Фабри - Перо (Л.: Машиностроение, 1983)
  100. Ikram M, Hussain G Appl. Opt. 38 113 (1999)
  101. Деянов Р З, Щедрин Б М Прикладная математика и информатика (30) 46 (2008)
  102. Малахов А Н Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразований (М.: Советское радио, 1978)
  103. Тихонов А Н, Самарский А А Уравнения математической физики (М.: Наука, 2004); Пер. на англ. яз., Tikhonov A N, Samarskii A A Equations of Mathematical Physics (Oxford: Pergamon Press, 1990)
  104. Жданов А И Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 52 205 (2012); Zhdanov A I Comput. Math. Math. Phys. 52 194 (2012)
  105. Bloom A L J. Opt. Soc. Am. 64 447 (1974)
  106. Кобцев С М Оптика и спектроскопия 63 1139 (1987); Kobtsev S M Opt. Spectrosc. 63 672 (1987)
  107. Lee Y L et al Opt. Lett. 32 2813 (2007)
  108. Evans J W J. Opt. Soc. Am. 48 142 (1958)
  109. Zhou Y et al J. Opt. Soc. Am. A 20 733 (2003)
  110. Shabtay G et al Opt. Express 10 1534 (2002)
  111. Yang X et al J. Opt. Soc. Am. A 22 752 (2005)
  112. Wang X, Yao J Appl. Opt. 31 4505 (1992)
  113. Preuss D R, Gole J L Appl. Opt. 19 702 (1980)
  114. Mentel J, Schmidt E, Mavrudis T Appl. Opt. 31 5022 (1992)
  115. Title A M Appl. Opt. 15 2871 (1976)
  116. von Willisen F K Appl. Opt. 5 97 (1966)
  117. Title A M Appl. Opt. 14 445 (1975)
  118. Melich R, Melich Z, Šolc I Proc. SPIE 7018 701854 (2008)
  119. Melich R, Melich Z, Šolc I The Physics of Chromospheric Plasmas (ASP Conf. Ser.) Vol. 368 (Eds P Heinzel, I Dorotovič, R J Rutten) (San Francisco, CA: Astronomical Society of the Pacific, 2007) p. 621
  120. Yu X J et al Displays 23 145 (2002)
  121. Yeh P Opt. Commun. 29 1 (1979)
  122. Pinnow D A et al Appl. Phys. Lett. 34 391 (1979)
  123. Tarry H A Electron. Lett. 11 471 (1975)
  124. Šolc I J. Opt. Soc. Am. 55 621 (1965)
  125. Васильев Н, Зелевинский А "Многочлены Чебышева и рекуррентные соотношения" Квант (1) 12 (1982)
  126. Ho I-C et al Opt. Lett. 33 1401 (2008)
  127. Chen C-Y et al Appl. Phys. Lett. 88 101107 (2006)
  128. Ghosh A, Chakraborty A K Opt. Acta 29 1407 (1982)
  129. Jung H Int. J. Opt. Hindawi 2010 1 (2010)
  130. Hong H-G et al Opt. Express 17 15455 (2009)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение