In this paper, we demonstrate an adaptable metasurface with a periodic array of liquid-metal ring-shaped resonators. Its optical properties can be dynamically controlled by individually reconfiguring the geometry (shape and orientation) of the resonators. For the proof of concept, by tailoring the phase profile of the scattered electromagnetic wave, a dynamic anomalous reflection is demonstrated, whereby the reflection angle is fixed at −45° for three different normal incident frequencies of 10.5, 12, and 14 GHz. The demonstrated adaptable metasurfaces pave a way for promising applications in multi-frequency tracking radar systems and broadband scanning systems.
References
1.
N.
Yu
, P.
Genevet
, F.
Aieta
, M. A.
Kats
, R.
Blanchard
, G.
Aoust
, J. P.
Tetienne
, Z.
Gaburro
, and F.
Capasso
, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
19
(3
), 4700423
(2013
).2.
X.
Chen
, L.
Huang
, H.
Mühlenbernd
, G.
Li
, B.
Bai
, Q.
Tan
, G.
Jin
, C.-W.
Qiu
, S.
Zhang
, and T.
Zentgraf
, Nat. Commun.
3
, 1198
(2012
).3.
F.
Aieta
, M. A.
Kats
, P.
Genevet
, and F.
Capasso
, Science
347
(6228
), 1342
(2015
).4.
W.
Zhu
, Q.
Song
, L.
Yan
, W.
Zhang
, P.-C.
Wu
, L. K.
Chin
, H.
Cai
, D. P.
Tsai
, Z. X.
Shen
, T. W.
Deng
, S. K.
Ting
, Y.
Gu
, G. Q.
Lo
, D. L.
Kwong
, Z. C.
Yang
, R.
Huang
, A.-Q.
Liu
, and N.
Zheludev
, Adv. Mater.
27
(32
), 4739
(2015
).5.
S.
Larouche
, Y.-J.
Tsai
, T.
Tyler
, N. M.
Jokerst
, and D. R.
Smith
, Nat. Mater.
11
(5
), 450
(2012
).6.
Y.-W.
Huang
, W. T.
Chen
, W.-Y.
Tsai
, P. C.
Wu
, C.-M.
Wang
, G.
Sun
, and D. P.
Tsai
, Nano Lett.
15
(5
), 3122
(2015
).7.
G.
Zheng
, H.
Mühlenbernd
, M.
Kenney
, G.
Li
, T.
Zentgraf
, and S.
Zhang
, Nat. Nanotechnol.
10
(4
), 308
(2015
).8.
Y.
Yang
, W.
Wang
, P.
Moitra
, I. I.
Kravchenko
, D. P.
Briggs
, and J.
Valentine
, Nano Lett.
14
(3
), 1394
(2014
).9.
N. K.
Grady
, J. E.
Heyes
, D. R.
Chowdhury
, Y.
Zeng
, M. T.
Reiten
, A. K.
Azad
, A. J.
Taylor
, D. A. R.
Dalvit
, and H.-T.
Chen
, Science
340
(6138
), 1304
(2013
).10.
A.
Shaltout
, J.
Liu
, A.
Kildishev
, and V.
Shalaev
, Optica
2
(10
), 860
(2015
).11.
S.-C.
Jiang
, X.
Xiong
, Y.-S.
Hu
, S.-W.
Jiang
, Y.-H.
Hu
, D.-H.
Xu
, R.-W.
Peng
, and M.
Wang
, Phys. Rev. B
91
(12
), 125421
(2015
).12.
N.
Yu
, F.
Aieta
, P.
Genevet
, M. A.
Kats
, Z.
Gaburro
, and F.
Capasso
, Nano Lett.
12
(12
), 6328
(2012
).13.
F.
Ding
, Z.
Wang
, S.
He
, V. M.
Shalaev
, and A. V.
Kildishev
, ACS Nano
9
(4
), 4111
(2015
).14.
P. C.
Wu
, W.-Y.
Tsai
, W. T.
Chen
, Y.-W.
Huang
, T.-Y.
Chen
, J.-W.
Chen
, C. Y.
Liao
, C. H.
Chu
, G.
Sun
, and D. P.
Tsai
, Nano Lett.
17
(1
), 445
(2017
).15.
N.
Yu
, P.
Genevet
, M. A.
Kats
, F.
Aieta
, J.-P.
Tetienne
, F.
Capasso
, and Z.
Gaburro
, Science
334
(6054
), 333
(2011
).16.
S.
Sun
, K.-Y.
Yang
, C.-M.
Wang
, T.-K.
Juan
, W. T.
Chen
, C. Y.
Liao
, Q.
He
, S.
Xiao
, W.-T.
Kung
, G.-Y.
Guo
, L.
Zhou
, and D. P.
Tsai
, Nano Lett.
12
(12
), 6223
(2012
).17.
A. V.
Kildishev
, A.
Boltasseva
, and V. M.
Shalaev
, Science
339
(6125
), 1232009
(2013
).18.
M.
Kim
, A. M. H.
Wong
, and G. V.
Eleftheriades
, Phys. Rev. X
4
(4
), 041042
(2014
).19.
S. L.
Jia
, X.
Wan
, P.
Su
, Y. J.
Zhao
, and T. J.
Cui
, AIP Adv.
6
(4
), 045024
(2016
).20.
N. M.
Estakhri
and A.
Alu
, IEEE Antennas Wireless Propag. Lett.
13
, 1775
(2014
).21.
X.
Ni
, Z. J.
Wong
, M.
Mrejen
, Y.
Wang
, and X.
Zhang
, Science
349
(6254
), 1310
(2015
).22.
S. A.
Maier
and H. A.
Atwater
, J. Appl. Phys.
98
(1
), 011101
(2005
).23.
M. A.
Kats
, P.
Genevet
, G.
Aoust
, N.
Yu
, R.
Blanchard
, F.
Aieta
, Z.
Gaburro
, and F.
Capasso
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
(31
), 12364
(2012
).24.
A.
Pors
, M. G.
Nielsen
, and S. I.
Bozhevolnyi
, Opt. Lett.
38
(4
), 513
(2013
).25.
S.-C.
Jiang
, X.
Xiong
, Y.-S.
Hu
, Y.-H.
Hu
, G.-B.
Ma
, R.-W.
Peng
, C.
Sun
, and M.
Wang
, Phys. Rev. X
4
(2
), 021026
(2014
).26.
L.
Huang
, X.
Chen
, H.
Mühlenbernd
, G.
Li
, B.
Bai
, Q.
Tan
, G.
Jin
, T.
Zentgraf
, and S.
Zhang
, Nano Lett.
12
(11
), 5750
(2012
).27.
X.
Zhang
, Z.
Tian
, W.
Yue
, J.
Gu
, S.
Zhang
, J.
Han
, and W.
Zhang
, Adv. Mater.
25
(33
), 4566
(2013
).28.
M. A.
Unger
, H.-P.
Chou
, T.
Thorsen
, A.
Scherer
, and S. R.
Quake
, Science
288
(5463
), 113
(2000
).29.
T.
Thorsen
, S. J.
Maerkl
, and S. R.
Quake
, Science
298
(5593
), 580
(2002
).30.
T.
Liu
, P.
Sen
, and C.-J. C.
Kim
, J. Microelectromech. Syst.
21
(2
), 443
(2012
).31.
G.
Li
, M.
Parmar
, D.
Kim
, J.-B.
Lee
, and D.-W.
Lee
, Lab Chip
14
(1
), 200
(2014
).© 2017 Author(s).
2017
Author(s)
You do not currently have access to this content.