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专利号: 2023102973762
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种石墨烯可调宽带太赫兹极化转换器,其特征在于,包括在同一平面内按矩形阵列排布的多个可调极化转换单元(1);按照空间三维坐标系,所述可调极化转换单元(1)包括沿z轴方向从上往下依次重叠设置且平行于x轴的金属光栅层(5)、介质基板层(6)、上层石墨烯光栅层(7)、二氧化硅薄膜隔离层(9)、下层石墨烯光栅层(8)、直流电压源(10);

所述金属光栅层(5)是由2个相同的矩形金属片(2)等距排列构成;所述上层石墨烯光栅层(7)与所述下层石墨烯光栅层(8)结构相同,均由2个小尺寸梯形石墨烯片(3)与2个大尺寸梯形石墨烯片(4)对称组成;所述直流电压源(10)的正、负极分别连接上层石墨烯光栅层(7)和下层石墨烯光栅层(8);

所述小尺寸梯形石墨烯片(3)和所述大尺寸梯形石墨烯片(4)均与空间三维坐标系中的x轴夹角为45°;在1个石墨烯光栅层中,1个小尺寸梯形石墨烯片(3)和1个大尺寸梯形石墨烯片(4)为一组,共两组,两组以x轴和y轴的角平分线为对称轴对称分布,且大尺寸梯形石墨烯片(4)靠近角平分线;所述小尺寸梯形石墨烯片(3)和所述大尺寸梯形石墨烯片(4)的梯形腰均与可调极化转换单元(1)的边界重合;

所述可调极化转换单元(1)在空间三维坐标系中的x轴和y轴形成的平面上为正方形;

所述矩形金属片(2)的长边平行于x轴,宽边平行于y轴,且与可调极化转换单元(1)的边界重合;

所述正方形的边长为16 μm;所述矩形金属片(2)的长边为16 μm,宽边为4 μm;2个所述矩形金属片(2)之间的间隔为4 μm,以x轴为对称轴对称分布,厚度为0.2 μm;所述小尺寸梯形石墨烯片(3)和所述大尺寸梯形石墨烯片(4)的宽度均为3.8 μm,间距均为1.84 μm;所述介质基板层(6)的边长为16 μm,厚度为40 μm;所述二氧化硅薄膜隔离层(9)的边长为16 μm,厚度0.1 μm;

所述矩形金属片(2)的材质为金;所述小尺寸梯形石墨烯片(3)和所述大尺寸梯形石墨烯片(4)的材质均为单层石墨烯,弛豫时间均为0.2 ps;所述介质基板层(6)的材质为TOPAS,折射率为1.53;所述二氧化硅薄膜隔离层(9)的材质为二氧化硅,相对介电常数为

3.9;

所述可调极化转换单元(1)按照M×N整列排布,M、N均为≥1的自然数。

2.权利要求1所述的一种石墨烯可调宽带太赫兹极化转换器在太赫兹无线通信、成像和传感中的应用。

3.权利要求1所述的一种石墨烯可调宽带太赫兹极化转换器在制备用于生物医学诊断的医疗器械中的应用。