Thermally reconfigurable full-space terahertz polarization-converting metasurface with physics-constrained forward prediction and attention-based inverse design

光学 太赫兹辐射 材料科学 前向散射 折射率 反向 反问题 物理 逆散射问题 光电子学 分束器 衍射 太赫兹光谱与技术 菲涅耳方程 反射(计算机编程) 脉冲整形 红外线的 摄影术 相位匹配 衰减系数 反射率
作者
Binggang Xiao,Zhonghua Wei,Zhitao Zhu,Hongmei Mi,Jiabin Yu
出处
期刊:Applied optics-OT [Optica Publishing Group]
卷期号:65 (29): 10275-10275
标识
DOI:10.1364/ao.614551
摘要

Reconfigurable terahertz polarization control is of growing importance for sixth-generation (6G) wireless communications, imaging, and sensing, yet simultaneously achieving broadband full-space operation, compact device architectures, and efficient design workflows remains a significant challenge. Here, we propose a thermally reconfigurable full-space terahertz polarization-converting metasurface composed of a 45°-rotated wrench-shaped gold resonator, a SiO 2 spacer, and an Au–VO 2 hybrid bottom grating. By thermally reconfiguring the bottom boundary via the VO 2 phase transition, the same compact platform switches between transmission-mode and reflection-mode polarization conversion without altering the unit-cell topology. The metasurface delivers a transmission polarization-conversion ratio above 90% from 0.30 to 6.66 THz and above 99% from 0.75 to 5.69 THz when VO 2 is in the insulating state, while maintaining a reflection polarization-conversion ratio above 90% from 2.44 to 4.56 THz when VO 2 becomes metallic. To accelerate electromagnetic modeling while ensuring physical interpretability and enabling on-demand design, we further develop a physics-constrained forward predictor, PhysiLSTM-Net, and an attention-enhanced inverse model, BiCAM-Net. By incorporating the polarization-conversion ratio into the loss function, PhysiLSTM-Net achieves an R 2 of 0.9802 with a mean-squared error (MSE) of 0.0051, whereas BiCAM-Net attains a mean R 2 of 0.951 across the target structural parameters and an RMSE of 0.269 in structural-parameter inversion. Together, the proposed device and learning framework establish a practical pathway toward broadband full-space terahertz polarization control and physics-guided intelligent metasurface design.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
kk发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
周舟发布了新的文献求助30
刚刚
gogogo完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小冰块关注了科研通微信公众号
1秒前
鸡蛋黄完成签到,获得积分10
1秒前
颜又菱完成签到,获得积分10
1秒前
sisi完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
风吹麦浪的应助被煎饼果子采纳,获得10
3秒前
天晴了完成签到,获得积分20
3秒前
天启发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
sheep7o完成签到,获得积分10
4秒前
zhou发布了新的文献求助10
4秒前
任寒松发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
干净白羊完成签到,获得积分10
5秒前
楷叼小潘东完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
marcellomyx发布了新的文献求助10
5秒前
Nyctophonia发布了新的文献求助10
5秒前
YZQ完成签到,获得积分10
5秒前
mabenchem发布了新的文献求助10
5秒前
852的应助被有魅力绮山采纳,获得10
6秒前
思源的应助被lili采纳,获得10
6秒前
今后的应助被细心沧海采纳,获得10
7秒前
小马甲的应助被眼睛大蹇采纳,获得10
7秒前
jiangshanshan发布了新的文献求助10
7秒前
ding的应助被落寞莫茗采纳,获得10
7秒前
7秒前
77完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
科研通AI6.4的应助被刘三金采纳,获得10
7秒前
上官若男的应助被小章鱼采纳,获得10
8秒前
充电宝的应助被默z采纳,获得10
8秒前
充电宝的应助被徐徐诱之采纳,获得10
8秒前
HL完成签到,获得积分10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Comprehensive Medicinal Chemistry IV (4th Edition) 800
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
Les Mots du discours 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8119267
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9524710
关于积分的说明 21551080
捐赠科研通 7698106
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3414831
关于科研通互助平台的介绍 2540705
邀请新用户注册赠送积分活动 2454976