We numerically demonstrate an optically switchable broadband metasurface absorber (MSA) structure based on planar patterned photoconductive silicon (Si) in terahertz (THz) region. The designed MSA is composed of planar-square-ring-shaped (PSRS) structure photoconductive Si array placed over a ground-plane separated by a dielectric substrate. The electric conductivity of the PSRS Si array can be controlled through the external optical pump beam. Through adjusting the electrical conductivity of the Si array, the structure can realize a switching absorption from 2.8% to 99.9%, and the relative bandwidth of the continuous absorption of 90% is tuned from 16.2% to 86.4%. Thus, the corresponding modulation depth of the proposed structure is up to 97.2%, and frequency tuning bandwidth of the continuous absorption of 90% is about 81.25%. The broadband stronger absorption of the structure mainly originates from the excitation of the fundamental dipolar mode. In addition, this design is polarization-independent and wide angles for both incident transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) waves. The Fabry-Pérot interference theory is used to analyze the operation mechanism of the structure, and the theoretical results agrees well with simulations. Furthermore, the broadband absorption properties can be adjusted by varying the geometric parameters of the structure. Due to its excellent optically switchable response, the proposed structure may find potential applications in dynamic functional THz devices, such as modulators, switches, reflector and absorber.

我们在数值上证明了基于太赫兹（THz）区域中的平面图案化光导硅（Si）的光可切换宽带超表面吸收器（MSA）结构。所设计的MSA由平面正方形环形（PSRS）结构的光电导Si阵列组成，该阵列放置在被介电基板隔开的接地平面上。可以通过外部光泵浦光束控制PSRS Si阵列的电导率。通过调整硅阵列的电导率，该结构可以实现从2.8％到99.9％的开关吸收，并且连续吸收的90％的相对带宽从16.2％调整到86.4％。因此，所提出的结构的相应调制深度高达97.2％，并且连续吸收的90％的频率调谐带宽约为81.25％。宽带结构的更强吸收主要来自基本偶极模式的激发。另外，这种设计对于入射的横向电（TE）波和横向磁（TM）波都是偏振无关的，并且具有广角。运用Fabry-Pérot干涉理论对结构的作用机理进行了分析，其理论结果与仿真结果吻合良好。此外，可以通过改变结构的几何参数来调节宽带吸收特性。由于其出色的光学可切换响应，所提出的结构可以在动态功能太赫兹设备中找到潜在的应用，例如调制器，开关，反射器和吸收器。对于入射的横向电（TE）和横向磁（TM）波，此设计均与偏振无关且具有广角。运用Fabry-Pérot干涉理论对结构的作用机理进行了分析，其理论结果与仿真结果吻合良好。此外，可以通过改变结构的几何参数来调节宽带吸收特性。由于其出色的光学可切换响应，所提出的结构可以在动态功能太赫兹设备中找到潜在的应用，例如调制器，开关，反射器和吸收器。对于入射的横向电（TE）和横向磁（TM）波，此设计均与偏振无关且具有广角。运用Fabry-Pérot干涉理论对结构的作用机理进行了分析，理论结果与仿真结果吻合良好。此外，可以通过改变结构的几何参数来调节宽带吸收特性。由于其出色的光学可切换响应，所提出的结构可以在动态功能太赫兹设备中找到潜在的应用，例如调制器，开关，反射器和吸收器。理论结果与仿真结果吻合良好。此外，可以通过改变结构的几何参数来调节宽带吸收特性。由于其出色的光学可切换响应，所提出的结构可以在动态功能太赫兹设备中找到潜在的应用，例如调制器，开关，反射器和吸收器。理论结果与仿真结果吻合良好。此外，可以通过改变结构的几何参数来调节宽带吸收特性。由于其出色的光学可切换响应，所提出的结构可以在动态功能太赫兹设备中找到潜在的应用，例如调制器，开关，反射器和吸收器。