Terahertz time-domain spectroscopy is used to probe the electromagnetic properties of metamaterials, which are dynamically photoexcited, using synchronized femtosecond near-infrared laser pulses. Blueshift tunability of the electric dipole metamaterial’s resonance, as well as a broadband phase tunability reaching π/4, are demonstrated. Numerical simulations show the observations are due to changes in the complex index of the photoexcited semiconductor substrate.

1.
D. R.
Smith
,
J. B.
Pendry
, and
M. C. K.
Wiltshire
,
Science
305
,
788
(
2004
).
2.
C. M.
Soukoulis
,
S.
Linden
, and
M.
Wegener
,
Science
315
,
47
(
2007
).
3.
R. A.
Shelby
,
D. R.
Smith
, and
S.
Schultz
,
Science
292
,
77
(
2001
).
4.
N.
Fang
,
H.
Lee
,
C.
Sun
, and
X.
Zhang
,
Science
308
,
534
(
2005
).
5.
D.
Schurig
,
J. J.
Mock
,
B. J.
Justice
,
S. A.
Cummer
,
J. B.
Pendry
,
A. F.
Starr
, and
D. R.
Smith
,
Science
314
,
977
(
2006
).
6.
H. T.
Chen
,
J. F.
O’Hara
,
A. K.
Azad
,
A. J.
Taylor
,
R. D.
Averitt
,
D. B.
Shrekenhamer
, and
W. J.
Padilla
,
Nat. Photonics
2
,
295
(
2008
).
7.
N. H.
Shen
,
M.
Kafesaki
,
Th.
Koschny
,
L.
Zhang
,
E. N.
Economou
, and
C. M.
Soukoulis
,
Phys. Rev. B
79
,
161102
(R) (
2009
).
8.
W. J.
Padilla
,
A. J.
Taylor
,
C.
Highstrete
,
M.
Lee
, and
R. D.
Averitt
,
Phys. Rev. Lett.
96
,
107401
(
2006
).
9.
H. T.
Chen
,
W. J.
Padilla
,
J. M. O.
Zide
,
S. R.
Bank
,
A. C.
Gossard
,
A. J.
Taylor
, and
R. D.
Averitt
,
Opt. Lett.
32
,
1620
(
2007
).
10.
N. I.
Landy
,
S.
Sajuyigbe
,
J. J.
Mock
,
D. R.
Smith
, and
W. J.
Padilla
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
207402
(
2008
).
11.
H. T.
Chen
,
W. J.
Padilla
,
M. J.
Cich
,
A. K.
Azad
,
R. D.
Averitt
, and
A. J.
Taylor
,
Nat. Photonics
3
,
148
(
2009
).
12.
X. G.
Peralta
,
E. I.
Smirnova
,
A. K.
Azad
,
H. T.
Chen
,
A. J.
Taylor
,
I.
Brener
, and
J. F.
O’Hara
,
Opt. Express
17
,
773
(
2009
).
13.
K. Y.
Kim
,
A. J.
Taylor
,
J. H.
Glownia
, and
G.
Rodriguez
,
Nat. Photonics
2
,
605
(
2008
).
14.
A.
Couairon
and
A.
Mysyrowicz
,
Phys. Rep.
441
,
47
(
2007
).
15.
M.
Chen
,
A.
Pukhov
,
X. Y.
Peng
, and
O.
Willi
,
Phys. Rev. E
78
,
046406
(
2008
).
16.
V. B.
Gildenburg
and
N. V.
Vvedenskii
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
245002
(
2007
).
17.
G.
Gallot
and
D.
Grischkowsky
,
J. Opt. Soc. Am. B
16
,
1204
(
1999
).
18.
N.
Katzenellenbogen
and
D.
Grischkowsky
,
Appl. Phys. Lett.
61
,
840
(
1992
).
19.
M. C.
Beard
,
G. M.
Turner
, and
C. A.
Schmuttenmaer
,
Phys. Rev. B
62
,
15764
(
2000
).
You do not currently have access to this content.