[發明專利]太赫茲調制器

有效

• 申請號: 201280018129.4
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN103733122B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: S·瓦桑;F·帕爾多;J-L·珀盧阿爾;J-J·格雷費;A·阿爾尚博;F·馬基耶
• 申請（專利權）人: 國立科學研究中心
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 陳松濤,夏青

1.一種用于給定使用頻帶(Δν)中的太赫茲調制器(1)，其特征在于：所述太赫茲調制器(1)包括：

-半導體極性晶體(10)，其具有覆蓋所述使用頻帶的剩余射線波段，并且具有與電介質媒介的至少一個界面；

-耦合裝置(30)，其允許由所述界面支撐的界面聲子極化激元(IPhP)與在所述使用頻帶中的頻率的入射輻射(2)的諧振耦合；以及

-控制裝置(20)，其通過修改所述極性晶體(10)的剩余射線波段中的所述極性晶體(10)的電介質函數，而傾向于修改所述界面聲子極化激元和所述入射輻射(2)之間的耦合強度。

2.如權利要求1所述的太赫茲調制器，其中所述極性晶體具有與電介質媒介的至少兩個界面，所述界面足夠接近以允許沿著每個所述界面傳播的界面聲子極化激元的耦合。

3.如權利要求2所述的太赫茲調制器，其中所述兩個界面之間的距離小于一百納米。

4.如前述權利要求中的任一項所述的太赫茲調制器，其中極性晶體(10)是摻雜的。

5.如權利要求1-3中的任一項所述的太赫茲調制器，其中所述耦合裝置(330、732)一體形成在所述極性晶體中。

6.如權利要求5所述的太赫茲調制器，其中構造所述極性晶體以形成一個或多個晶體葉片(330)，每一個所述晶體葉片形成與所述入射輻射耦合的光學天線，每一個所述葉片的大面形成與電介質媒介的兩個界面(333、334)。

7.如權利要求6所述的太赫茲調制器，其中構造所述極性晶體以形成沿著主方向布設的多個葉片的組。

8.如權利要求6所述的太赫茲調制器，其中構造所述極性晶體以形成沿著兩個基本垂直的方向布設的多個葉片的組。

9.如權利要求6-8中的任一項所述的太赫茲調制器，其中構造所述極性晶體以形成多個葉片的組，并且每一個葉片是相同的。

10.如權利要求6-8中的任一項所述的太赫茲調制器，其中構造所述極性晶體以形成多個葉片的組，并且所述葉片的至少一部分具有與其他葉片不同的形狀，從而允許所述調制器的所述使用頻帶變寬。

11.如權利要求6-8中的任一項所述的太赫茲調制器，其中所述葉片被布設成垂直于襯底(310)，所述襯底被布設在垂直于所述入射輻射(2)的入射面的平面內。

12.如權利要求6-8中的任一項所述的太赫茲調制器，其中所述葉片(732)被布設在平面內并且形成懸浮膜(730)，所述膜的平面被布設在垂直于所述入射輻射(2)的所述入射面的平面內。

13.如權利要求5所述的太赫茲調制器，其中，所述控制裝置(20)包括光源(22)，所述光源(22)照射所述界面并且具有給定波長，使得由所述光源產生的光子的能量大于所述極性晶體(10)的能隙。

14.如權利要求1-3中的任一項所述的太赫茲調制器，其中所述極性晶體形成至少一個薄層(810)，所述至少一個薄層由具有高能隙的半導體電介質材料的至少一個第一和一個第二阻擋層(811、812)包圍，以與所述極性晶體層形成至少一個或多個量子阱。

15.如權利要求14所述的太赫茲調制器，其中所述耦合裝置(30)包括納米天線(834)和鏡子(836)的組以形成光學諧振腔，所述量子阱位于所述光學諧振腔內。

16.如權利要求15所述的太赫茲調制器，其中所述耦合裝置(30)還包括間隔體(835)以適用于所述光學諧振腔的寬度。

17.如權利要求14所述的太赫茲調制器，其中所述控制裝置(20)是傾向于控制所述量子阱中的電子密度的電氣控制裝置(24)。

18.一種調制給定使用頻帶中的太赫茲頻率的入射輻射(2)的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

-使所述太赫茲頻率的入射輻射(2)和在極性晶體(10)和電介質媒介(11)的界面處的界面聲子極化激元諧振耦合，所述極性晶體(10)具有覆蓋所述使用頻帶的剩余射線波段；

-通過改變所述極性晶體(10)的剩余射線波段中的所述極性晶體(10)的電介質函數，來改變耦合強度。