Des chercheurs japonais ont testé avec succès l'absence de réflexion, métasurface à indice de réfraction élevé qui peut éventuellement être utilisée dans des applications pratiques pour envoyer, recevoir, et manipuler les ondes lumineuses et radio dans la bande d'ondes térahertz (THz). Le THz se mesure en millionièmes de mètre, connu sous le nom de micromètres. La métasurface, un matériau plat artificiel bidimensionnel, était fait de fils métalliques coupés de petite taille d'encre à pâte d'argent placés à la fois sur le devant et le dos d'un film polyimide. L'équipe, dirigé par Takehito Suzuki, Professeur agrégé à l'Institut d'ingénierie de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo (TUAT), ont publié leurs conclusions le 29 avril, 2021 en Optique Express .

De telles métasurfaces plates représentent un bond en avant dans l'étude de l'optique THz, car ils peuvent être flexibles, adaptable à un éventail beaucoup plus large d'utilisations potentielles, et beaucoup plus petit que la génération actuelle d'optiques THz qui reposent sur des matériaux naturels qui ont des indices de réfraction fixes dans la bande d'ondes THz, tel que le polymère cyclo-oléfinique, oxyde de magnésium, et silicium. Un indice de réfraction d'un matériau montre la lenteur avec laquelle les ondes électromagnétiques se déplacent dans le matériau par rapport au vide.

Une plus grande capacité à recevoir, transmettre, contrôler, et manipuler les ondes électromagnétiques au-dessus de 1,0 THz est nécessaire pour libérer leur potentiel, qui reste largement inexploité, selon Suzuki. "La métasurface sans réflexion avec un indice de réfraction élevé supérieur à 1,0 THz peut offrir une plate-forme accessible pour les optiques plates térahertz telles que les communications sans fil 6G et d'autres applications commerciales possibles, " a déclaré Suzuki. " En plus des vitesses de transfert de données sans fil beaucoup plus rapides, une meilleure capacité à manipuler les ondes THz à l'aide de métasurfaces peut faire progresser considérablement la technologie dans les domaines de la mise en forme du front d'onde, formation de faisceau, contrôle de polarisation, et les tourbillons optiques - des sujets d'un grand intérêt pour les communautés scientifiques et de la communication."

L'équipe de recherche de Suzuki s'est engagée à soutenir l'objectif de la communauté scientifique élargie de remplacer les composants optiques volumineux tridimensionnels conventionnels par des composants plats bidimensionnels, une prouesse qui libérerait de l'espace et permettrait le développement de plus petits, des instruments scientifiques et de communication plus adaptables, ainsi que des caméras de sécurité plus avancées.

L'équipe, Harumi Asada, Kota Endo, et Takehito Suzuki, ont créé leur métasurface expérimentale en utilisant de l'encre en pâte d'argent et un film de polyimide très fin. Couper des fils métalliques avec une encre à pâte d'argent déposée sur le film par une imprimante à jet d'encre super fin (SIJ Technology, Inc.) capable de tracer des lignes de l'ordre de 10 micromètres de largeur, a donné le résultat qu'ils espéraient :la métasurface, qui était composé de 80, 036 paires de fils métalliques coupés avec de l'encre en pâte d'argent à l'avant et à l'arrière d'un tracé de 6x6 millimètres carrés (environ une vignette de bébé) d'un film polyimide, a un indice de réfraction élevé et une faible réflexion à 3,0 THz.

Suzuki et ses scientifiques collaborateurs prévoient d'étudier plus avant le potentiel de l'optique plate pour une utilisation dans la bande d'ondes THz, avec l'espoir de trouver évolutif, des matériaux commercialement viables adaptés à un large éventail d'utilisations futures.