傳統的偏振轉換器件主要利用各向異性晶體，使光束在快軸與慢軸的傳播產生相位延遲，從而改變光束的偏振性。而傳統的偏振轉換器也具有低效率、體積大、易碎、傳輸距離長、窄帶寬等劣勢。由于缺乏合適的自然界材料，如何對太赫茲波的偏振狀態進行自由控制一直是一個難點。而超表面——一種人為設計材料，為研究新型太赫茲器件提供了一條重要途徑。

武漢光電國家實驗室激光與太赫茲功能實驗室劉勁松教授帶領碩士生莫偉成等人實現了工作頻率為0.1THz的超表面偏振轉換器。首先通過仿真實現了一種靈活控制太赫茲波偏振態的方法。超表面由子單元A和B組成，利用交錯的子單元A和B分別控制Ey和Ex。通過改變互相交錯的子單元A和B之間的補償距離d，使光束A和光束B產生不同的相位延遲，靈活的對出射光的偏振狀態進行控制。隨后通過光刻與電子束蒸發技術制作樣品，實驗中實現了半波片的性能，證明了該方法的可行性。在結構設計中采用聚丙烯墊層材料使超表面變得非常柔韌，可以彎曲，更加適合未來的應用。

2016年6月13日，該研究成果“Ultrathin flexible terahertz polarization converter based on metasurfaces”發表在OSA旗下期刊Optics Express (Vol. 24, no. 12, pp. 13621-13627, 2016)雜志。該項研究得到國家自然科學基金（501100001809）和武漢市科技計劃(20140101010009)的資助。

（a）太赫茲偏振轉換器結構示意圖 （b）出射光利薩如圖形

來源：武漢光電國家實驗室(籌)