테라헤르츠(THz) 파 이미징은 암 검출과 같은 의학 분야에서 잠재적 특징을 지닌다. 그럼에도 불구하고, 기존의 렌즈는 무겁고 부피가 크며 공간 해상도가 낮고, 통합하기 어렵다. 최근에는 메타표면이 가볍고 초박막이며 쉽게 통합할 수 있는 구조를 구현하기 위한 설득력 있는 접근법으로 부상하였다. 파 집속 응용을 위한 많은 THz 메타표면 렌즈가 제안되었으나, THz 이미징을 위해 편광에 무감하고 높은 공간 해상도를 갖는 소수의 THz 메탈렌스만이 보고되어 있다. 본 논문에서는 고해상도 THz 파 집속을 위해 이중 분할 링 공진기(double split-ring resonator, DSRR) 구조를 사용하여 초박막의 평면형, 편광 비의존, 고수치개구(high numerical aperture) 메탈렌스를 제안한다. 전파 위상(DSRR의 바깥 링 직경을 조정)과 기하 위상(DSRR의 슬릿을 변화) 조합 방법을 적용하여 8개의 DSRR을 포함하는 단위 셀 라이브러리를 구축하였으며, 이는 0부터 2π까지의 위상 전체를 커버하고 입사파의 편광과 무관하다. DSRR을 얇은 기판 위의 동심원 고리(concentric rings)로 배열함으로써, 두께 0.55λ, 초점거리 660 μm(4λ), 반경 4.678 mm(28.35λ), 수치개구 0.99로 1.82 THz(파장(λ) 165 μm)에서 동작하는 초박막의 편광 비민감 및 고수치개구 메탈렌스가 설계되었다. 수치개구가 1에 근접하는 설계는 89 μm(0.54λ)의 높은 공간 해상도를 달성하여 고품질 영상을 생성할 수 있다. 이는 제안된 메탈렌스가 파장 이하의 거리(< 90 μm)로 분리된 마이크로스케일 특징을 해상할 수 있음을 의미한다. 따라서 제안된 메탈렌스는 소형화된 현미경의 대물렌즈로 사용될 수 있으며, 암 검출 응용을 위한 초소형 THz 이미징 시스템에서의 잠재적 활용 가능성을 보여주면서, 현미경적 THz 이미징을 위한 새로운 길을 열어줄 것으로 기대된다.

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