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专利号: 2020107000366
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,由若干超材料正方形周期单元呈周期性排列而成,相邻单元并无间隙,每个超材料正方形周期单元共有三层,由上至下分别是金属图案层(1)、中间介质层(2)、金属反射层(3),金属图案层(1)紧贴在中间介质层(2)的表面,类似三明治结构,金属图案层(1)和中间介质层(2)用于与自由空间实现阻抗匹配,增强入射太赫兹波与超材料结构相互作用,从而提高对入射太赫兹波的吸收,金属反射层(3)因其厚度远大于其在太赫兹频段的趋肤深度,大大减少了入射太赫兹波的透射,所述金属图案层(1)的形状为开口方环,开口位置为方环的四角,所述中间介质层(2)为正方形;所述太赫兹窄带吸收器在0.402THz处存在一个狭窄的反射倾角,只有很少的能量被反射,且极化转换和透射的能量几乎为0,说明在此频率处实现了较完美的吸收;所述的太赫兹窄带吸收器中的金属图案(1)结构中的与入射电场极化方向平行的金属条能够与入射太赫兹波相互作用,形成电偶极子谐振,且相邻单元与入射电场极化方向垂直的金属条也能够与入射太赫兹相互作用,形成较弱的电偶极子谐振。这两个谐振共同实现了吸收器的窄带完美吸收。

2.根据权利要求1所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,所述金属图案层(1)的开口方环的大小为270~320μm,金属方环的宽度为30~50μm,开口方环的开口大小为20~40μm。

3.根据权利要求2所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,所述的金属图案层(1)的材料为金、银、铜中的一种,厚度为0.1~0.3μm,电导率为4.561×107S/m。

4.根据权利要求3所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,所述中间介质层(2)的截面为正方形,其边长为270~320μm,中间介质层(2)的材料为聚酰亚胺、罗杰斯系列、熔融石英中的一种。

5.根据权利要求4所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,所述中间介质层(2)的介电常数为3.0~4.0,损耗正切为0.00027~0.27,厚度为190~210μm。

6.根据权利要求5所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,所述金属反射层(3)为连续金属层,材料为金、银、铜中的一种,厚度为0.1~0.3μm,电导率为

4.561×107S/m。

7.根据权利要求1-6之一所述的一种基于开口环结构的太赫兹窄带吸收器,其特征在于,当太赫兹波沿-z轴方向垂直入射到金属图案层(1)表面时,吸收器的吸收率表示为A(ω)=1-R(ω)-T(ω),其中R(ω)表示反射率,T(ω)表示透射率;当金属反射层的厚度远大于其在太赫兹频带的趋肤深度时,吸收器的透射率几乎为0,吸收率公式可以简化为A(ω)≈1-R(ω);当x方向极化太赫兹波沿-z轴方向垂直入射金属图案层(1)表面时,由于该吸收器利用的超材料结构存在一定的极化转换,所以这里考虑Ery、Ety。Ery、Ety,分别表示x方向极化的入射波、反射波、透射波和y方向极化的反射波与透射波。