[發明專利]基于超材料的帶通濾波器單元及帶通濾波器

在審

• 申請號: 201810130353.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108417936A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 李程;鄭渚;楊彬;丁慶
• 申請（專利權）人: 深圳市太赫茲科技創新研究院;華訊方舟科技有限公司
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 吳平

本發明涉及一種基于超材料的帶通濾波器單元，包括第一諧振器、第一介質層和第二諧振器；第一諧振器、第一介質層、第二諧振器依次層疊設置；第一諧振器沿厚度方向設置有第一矩形缺口，第一矩形缺口不超出第一諧振器的邊緣位置，使第一介質層與第一諧振器相抵觸的一面從第一矩形缺口裸露出來；第二諧振器沿厚度方向設置有第二矩形缺口，第二矩形缺口不超出第二諧振器的邊緣位置，使第一介質層與第二諧振器相抵觸的一面從第二矩形缺口裸露出來；第一諧振器與第二諧振器的結構完全相同。該帶通濾波器單元及帶通濾波器可以使紅外頻段范圍的電磁波通過，而紅外頻段范圍外的電磁波均被衰減或反射，同時可通過的紅外頻段的帶寬可達195THz，從而可滿足未來高速通信所需的大寬帶。

技術領域

本發明涉及紅外技術領域，特別是涉及一種基于超材料的帶通濾波器單元及帶通濾波器。

背景技術

超材料是由周期性排列的亞波長結構單元組成的人工電磁材料。與常規自然材料相比，超材料具有負的折射率和負的磁導率等特殊的電磁特性。因此，通過對超材料結構單元形狀尺寸及材料組分的控制，研究人員可以實現對電磁波的調諧與控制。基于此，超材料在電磁隱身、通信系統和成像技術等領域都有著極其重要的應用。目前，基于超材料的帶通濾波器能夠對電磁波表現出很好的選擇性，可以讓通帶內的電磁波完全透過，而讓通帶以外的電磁波完全被反射。雖然基于超材料的帶通濾波器可以過濾紅外頻段所需的信號，但是由于其本身具有諧振特性，帶寬往往相對比較小。對于未來高速通信所需的大寬帶而言，傳統的基于超材料的帶通濾波器則會限制帶寬的增長。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的基于超材料的帶通濾波器在紅外頻段的帶寬較小的問題，提供一種基于超材料的帶通濾波器單元及帶通濾波器。

一種基于超材料的帶通濾波器單元，包括第一諧振器、第一介質層和第二諧振器；所述第一諧振器、所述第一介質層、所述第二諧振器依次層疊設置；所述第一諧振器沿厚度方向設置有第一矩形缺口，所述第一矩形缺口不超出所述第一諧振器的邊緣位置，使所述第一介質層與所述第一諧振器相抵觸的一面從所述第一矩形缺口裸露出來；所述第二諧振器沿厚度方向設置有第二矩形缺口，所述第二矩形缺口不超出所述第二諧振器的邊緣位置，使所述第一介質層與所述第二諧振器相抵觸的一面從所述第二矩形缺口裸露出來；所述第一諧振器與所述第二諧振器的結構完全相同。

在其中一個實施例中，所述第一介質層層疊于所述第一諧振器與所述第二諧振器之間，所述第一諧振器與所述第二諧振器對應的邊均平行設置。

在其中一個實施例中，所述第一諧振器與所述第一矩形缺口對應的邊均平行設置，所述第二諧振器與所述第二矩形缺口對應的邊均平行設置。

在其中一個實施例中，所述第一矩形缺口在所述第二諧振器上的投影、與所述第二矩形缺口完全重疊。

在其中一個實施例中，所述第一諧振器在所述第二諧振器上的投影、與所述第二諧振器完全重疊。

在其中一個實施例中，所述第一諧振器、所述第一介質層及所述第二諧振器均呈板狀，且所述第一諧振器、所述第一介質層及所述第二諧振器的長寬對應相等。

在其中一個實施例中，所述第一矩形缺口的長度范圍為190納米至194納米，寬度范圍為46納米至50納米，厚度為所述第一諧振器的厚度。

在其中一個實施例中，所述第一諧振器的長度范圍為355納米至365納米，寬度范圍為140納米至148納米，厚度范圍為20納米至21.6納米。

在其中一個實施例中，所述帶通濾波器還包括第二介質層及第三諧振器；所述第一諧振器、所述第一介質層、所述第二諧振器、所述第二介質層及所述第三諧振器依次層疊設置，所述第三諧振器、所述第一諧振器及所述第二諧振器的結構完全相同。

一種基于超材料的帶通濾波器，包括上述的帶通濾波器單元，所述帶通濾波器呈M*N陣列排布，其中，M≥1，N≥1。