传统上，有源超表面研究主要集中在改变基板的介电常数和磁导率，这经常导致共振效应和欧姆损耗。然而，基于机械变形的可重构超表面可以避免这些问题。但目前，以MEMS和FIB诱导的变形过程为代表的机械可重构超表面难以制造或弹性有限。液晶弹性体(LiquidCrystalElastomer,LCE)作为一种新型液晶高分子材料，能够响应温度升高或光照射实现可控、可恢复的弹性变形，引起了化学、材料和仿生学界的极大兴趣。LCE'

基于液晶弹性体超表面机械变形的主动太赫兹光束控制

在LightScience&Application发表的一篇新论文中，由中国天津大学太赫兹波中心顾建强教授和南方科技大学电气与电子工程系罗丹教授领导的科学家团队中国科技大学合成了一种由液晶单体(RM006)、液晶交联剂(RM257)和光引发剂(Irgacure651)组成的LCE。当温度超过相变点时，LCE单层中产生的应变会使整个LCE向分子平行取向的一侧弯曲。

课题组探索将LCE薄膜作为柔性基板，设计出以铝制C形开口环作为谐振器的相位不连续超曲面，实现了对宽带太赫兹波前转向的主动操控。超表面的线性相位梯度由八个相位间隔为π/4的C形开口环构成，它们周期性地排列在LCE基板上。当入射的太赫兹波通过超表面时，正交偏振的输出方向将根据广义斯涅尔定律偏转，从而导致太赫兹波前转向。

在这项工作开始时，使用与理论预测一致的数值模拟确定了C形开口环的具体尺度，然后通过光刻、真空蒸发和湿法蚀刻工艺制造了设计的LCE样品。

在基于异步采样的角度分辨全光纤太赫兹时域光谱系统中测量了通过LCE超表面样品的交叉偏振波的输出角。事实证明，LCE超表面可作为出色的光束转向器，其输出角度范围为70°至25°，适用于0.48~1.1THz。

为了实现柔性LCE基板的精确偏转，中心波长为1030nm的飞秒脉冲通过柱面透镜聚焦在样品边缘，在LCE基板上形成一条焦线。光热效应导致LCE围绕照射线弯曲，而未照射部分保持平坦，从而实现超表面的整体偏转。通过改变泵浦红外光的功率，研究人员可以控制LCE超表面的偏转角度，调制速度可以达到秒级。

具有四种泵浦功率时，LCE超表面会发生不同程度的偏转。通过提高泵浦功率，输出角度逐渐增大，并且这种角度增量在低频时更加明显。采用最高功率红外泵浦，0.68THz太赫兹波输出角度达到最大调谐角22°。

研究人员指出：“我们进一步研究了拟议的LCE超表面作为太赫兹波束转向器、频率调制器和有源分束器的性能和前景。”

“我们相信，我们的LCE超表面展示的潜力为太赫兹波段的光束跟踪、频率滤波和温度传感提供了相当多的选择，这反过来将推动下一代无线通信、太赫兹成像和太赫兹光谱检测的研发。”这项工作中提出的设计原则可以扩展到其他频段，为有源超表面的研究开辟了一条相当大的道路，”研究人员预测。