It was demonstrated that optical modulation together with simultaneous terahertz (THz) imaging application enables an increase in contrast by an order of magnitude, thereby illustrating the technique as a convenient contactless tool for characterization of graphene deposited on high-resistivity silicon substrates. It was shown that the single- and double-layer graphene can be discriminated and characterized via variation of THz image contrast using a discrete frequency in a continuous wave mode. Modulation depth of 45% has been reached, and the contrast variation from 0.16 up to 0.23 is exposed under laser illumination for the single- and double-layer graphene, respectively. The technique was applied in the development and investigation of graphene-based optical diffractive elements for THz imaging systems.

1.
G.
Valušis
,
A.
Lisauskas
,
H.
Yuan
,
W.
Knap
, and
H. G.
Roskos
,
Sensors
21
,
4092
(
2021
).
2.
P.
Genevet
,
F.
Capasso
,
F.
Aieta
,
M.
Khorasaninejad
, and
R.
Devlin
,
Optica
4
,
139
152
(
2017
).
3.
W. T.
Chen
,
A. Y.
Zhu
, and
F.
Capasso
,
Nat. Rev. Mater.
5
,
604
620
(
2020
).
4.
L.
Minkevičius
,
S.
Indrišiūnas
,
R.
Šniaukas
,
B.
Voisiat
,
V.
Janonis
,
V.
Tamošiūnas
,
I.
Kašalynas
,
G.
Račiukaitis
, and
G.
Valušis
,
Opt. Lett.
42
,
1875
(
2017
).
5.
6.
L.
Ju
,
B.
Geng
,
J.
Horng
,
C.
Girit
,
M.
Martin
,
Z.
Hao
,
H. A.
Bechtel
,
X.
Liang
,
A.
Zettl
,
Y.
Shen
, and
F.
Wang
,
Nat. Nanotechnol.
6
,
630
634
(
2011
).
7.
J.
Li
,
L.
Niu
,
Z.
Zheng
, and
F.
Yan
,
Adv. Mater.
26
,
5239
5273
(
2014
).
8.
P.
Weis
,
J. L.
Garcia-Pomar
,
M.
Hoh
,
B.
Reinhard
,
A.
Brodvanski
, and
M.
Rahm
,
ACS Nano
6
,
9118
9124
(
2014
).
9.
M.
Fu
,
X.
Wang
,
S.
Wang
,
Z.
Xie
,
S.
Feng
,
W.
Sun
,
J.
Ye
,
P.
Han
, and
Y.
Zhang
,
Opt. Mater.
66
,
381
385
(
2017
).
10.
Q. Y.
Wen
,
W.
Tian
,
Q.
Mao
,
Z.
Chen
,
W. W.
Liu
,
Q. H.
Yang
,
M.
Sanderson
, and
H. W.
Zhang
,
Sci. Rep.
4
,
7409
(
2014
).
11.
P. P.
Kuzhir
,
A. G.
Paddubskaya
,
N. I.
Volynets
,
K. G.
Batrakov
,
T.
Kaplas
,
P.
Lamberti
,
R.
Kotsilkova
, and
P.
Lambin
,
J. Nanophotonics
11
,
032504
(
2017
).
12.
P.
Boggild
,
D. M. A.
Mackenzie
,
P. R.
Whelan
,
D. H.
Petersen
,
J. D.
Buron
,
A.
Zurutuza
,
J.
Gallop
,
L.
Hao
, and
P. U.
Jepsen
,
2D Mater.
4
,
042003
(
2017
).
13.
C.
Casiraghi
,
Phys. Rev. B
80
,
233407
(
2009
).
14.
A. C.
Ferrari
,
J. C.
Meyer
,
V.
Scardaci
,
C.
Casiraghi
,
M.
Lazzeri
,
F.
Mauri
,
S.
Piscanec
,
D.
Jiang
,
K. S.
Novoselov
,
S.
Roth
, and
A. K.
Geim
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
187401
(
2006
).
15.
C. N. R.
Rao
,
K.
Biswas
,
K. S.
Subrahmanyam
, and
A.
Govindaraj
,
J. Mater. Chem.
19
,
2457
2469
(
2009
).
16.
Y. Y.
Wang
,
Z. H.
Ni
, and
Z. X.
Shen
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
043121
(
2008
).
17.
P.
Venezuela
,
M.
Lazzeri
, and
F.
Mauri
,
Phys. Rev. B
84
,
035433
(
2011
).
18.
J. E.
Lee
,
G.
Ahn
,
J.
Shim
,
Y. S.
Lee
, and
S.
Ryu
,
Nat. Commun.
3
,
1024
(
2012
).
19.
I.
Kašalynas
,
R.
Venckevičius
,
L.
Minkevičius
,
A.
Sešek
,
F.
Wahaia
,
V.
Tamošiūnas
,
B.
Voisiat
,
D.
Seliuta
,
G.
Valušis
,
A.
Švigelj
, and
J.
Trontelj
,
Sensors
16
,
432
(
2016
).
20.
R.
Ivaškevičiūtė-Povilauskienė
,
L.
Minkevičius
,
D.
Jokubauskis
,
A.
Urbanowicz
,
S.
Indrišinas
, and
G.
Valušis
,
Opt. Mater. Express
9
,
4438
4446
(
2019
).
21.
K. F.
Mak
,
M. Y.
Sfeir
,
J. A.
Misewich
, and
T. F.
Heinz
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
107
,
14999
15004
(
2010
).
22.
R.
Binder
,
Optical Properties of Graphene
(
University of Arizona
,
2017
).
23.
K. F.
Mak
,
M. Y.
Sfeir
,
Y.
Wu
,
C. H.
Lui
,
J. A.
Misewich
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
196405
(
2008
).
24.
K. F.
Mak
,
J.
Shan
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
046401
(
2011
).
25.
M.
Mittendorff
,
S.
Winnerl
, and
T. E.
Murphy
,
Adv. Opt. Mater.
9
,
2001500
(
2020
).
26.
H.
Nemec
,
F.
Kadlec
,
P.
Kuzel
,
L.
Duvillaret
, and
J.-L.
Coutaz
,
Opt. Commun.
260
,
175
183
(
2006
).
27.
I.
Pupeza
,
R.
Wilk
, and
M.
Koch
,
Opt. Express
15
,
4335
4350
(
2007
).
28.
K.
Batrakov
,
P.
Kuzhir
,
S.
Maksimenko
,
N.
Volynets
,
S.
Voronovich
,
A.
Paddubskaya
,
G.
Valušis
,
T.
Kaplas
,
Y.
Svirko
, and
P.
Lambin
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
123101
(
2016
).
29.
A.
Siemion
,
L.
Minkevičius
,
L.
Qi
, and
G.
Valušis
,
Opt. Laser Eng.
139
,
106476
(
2021
).
30.
L.
Minkevičius
,
K.
Madeikis
,
B.
Voisiat
,
I.
Kašalynas
,
R.
Venckevičius
,
G.
Račiukaitis
,
V.
Tamošiūnas
, and
G.
Valušis
,
J. Infrared Millim. Terahertz Waves
35
,
699
702
(
2014
).
You do not currently have access to this content.