[發(fā)明專利]一種超薄的太赫茲強吸收體

在審

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• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108387956A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白晉軍;葛梅蘭;張曙升;孫曉東;常勝江
• 申請（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種超薄的太赫茲強吸收體。所述的太赫茲強吸收體由厚度為t₁的金屬薄膜層1和厚度為t₂半導(dǎo)體介質(zhì)層2疊加而成，其中所述的半導(dǎo)體介質(zhì)層中有周期分布的圓柱空氣孔結(jié)構(gòu)，所述的圓柱空氣孔的半徑為r，周期為a。本發(fā)明提出的太赫茲強吸收體相比現(xiàn)有基于電磁超材料的太赫茲強吸收體，具有厚度薄，結(jié)構(gòu)簡單，吸收率高，易于集成等特點，為太赫茲強吸收體的設(shè)計提供了一種新思路和新方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太赫茲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超薄的太赫茲強吸收體。

背景技術(shù)

太赫茲波是指頻率在0.1THz～10THz之間的電磁波，在電磁波譜中處于微波與紅外之間，具有透視性，安全性，高光譜信噪比等優(yōu)越性能。太赫茲波已經(jīng)被廣泛研究和探索在諸多技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，研究發(fā)現(xiàn)，太赫茲波在光譜分析，目標成像，醫(yī)學(xué)診斷，射電天文學(xué)，安全檢測，材料檢測和無線通信技術(shù)等領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用價值。隨著技術(shù)的進步，目前太赫茲輻射源和探測技術(shù)得到了快速發(fā)展，然而太赫茲功能器件的發(fā)展相對滯后，例如調(diào)制器、偏振器、耦合器，尤其是強吸收體。迄今為止，最常見的太赫茲吸收體為超材料吸收體，此吸收體采用類似于“三明治”結(jié)構(gòu)，對工藝要求高，制備過程復(fù)雜，加工成本高。為此本發(fā)明基于金屬半導(dǎo)體雙層疊加結(jié)構(gòu)，提出了一種超薄、結(jié)構(gòu)簡單、易于集成的太赫茲強吸收體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有基于電磁超材料構(gòu)成的太赫茲強吸收體結(jié)構(gòu)復(fù)雜、厚度偏厚、成本較高、集成難度大等技術(shù)不足，提出了一種超薄的太赫茲強吸收體。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提出一種超薄的太赫茲強吸收體。所述的太赫茲強吸收體由厚度為t₁的金屬薄膜層1和厚度為t₂半導(dǎo)體介質(zhì)層2疊加而成，所述的半導(dǎo)體介質(zhì)層中有周期分布的圓柱空氣孔結(jié)構(gòu)，所述的圓柱空氣孔的半徑為r，周期為a。本發(fā)明提出的太赫茲強吸收體相比現(xiàn)有基于電磁超材料的太赫茲強吸收體，具有超薄，結(jié)構(gòu)簡單，吸收率高，易于集成等特點。

進一步地、所述金屬薄膜層的材料為貴金屬，包括但不限于金、銀和銅。

進一步地、所述金屬薄膜層的厚度t₁大于入射太赫茲波的趨膚深度。

進一步地、所述半導(dǎo)體介質(zhì)層的材料為半導(dǎo)體，包括但不限于硅、鍺和砷化鎵。

進一步地、所述半導(dǎo)體介質(zhì)層的厚度t₂為3-5μm。

進一步地、所述周期陣列的空氣孔半徑r為20-38μm，周期a為80μm。

綜上所述，一種超薄的太赫茲強吸收體的優(yōu)點在于：

1，本方案提出的吸收體厚度超薄，結(jié)構(gòu)簡單，容易集成；

2，吸收頻率可以通過改變圓柱空氣孔的半徑以及半導(dǎo)體介質(zhì)層的厚度來實現(xiàn)調(diào)制；

3，太赫茲吸收體的吸收系數(shù)接近1。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是太赫茲強吸收體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是太赫茲強吸收體的吸收頻譜圖；

圖3是太赫茲強吸收體中圓柱空氣孔半徑與吸收系數(shù)之間的關(guān)系圖；

圖4是太赫茲強吸收體中半導(dǎo)體介質(zhì)層厚度與吸收系數(shù)之間的關(guān)系圖；

圖中標示：1、金屬薄膜層；2、半導(dǎo)體介質(zhì)層。

具體實施方式