[發明專利]超材料結構與超材料微波諧振器

在審

• 申請號: 201811083606.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109301491A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 顏世桃;李程;楊彬;丁慶
• 申請（專利權）人: 深圳市太赫茲科技創新研究院有限公司;雄安華訊方舟科技有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01P7/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王寧

本發明涉及一種超材料結構以及用這一超材料結構制作而成的超材料微波諧振器，所述超材料結構包括：介質層；第一金屬涂層，覆蓋于所述介質層，包括第一弧形金屬涂層和第一條狀金屬涂層，所述第一條狀金屬涂層與所述第一弧形金屬涂層相交；第二金屬涂層，與所述第一金屬涂層結構相同且對稱設置，覆蓋于所述介質層,包括第二弧形金屬涂層和第二條狀金屬涂層，所述第二條狀金屬涂層與所述第二弧形金屬涂層相交，所述第二弧形金屬涂層的開口與所述第一弧形金屬涂層的開口相對，且開口端部間隔設置，所述第二條狀金屬涂層與所述第一條狀金屬涂層具有相同的延伸方向，并且端部間隔設置。采用這一超材料結構制作而成的微波諧振器具有Q值高且制作工藝難度小的優點。

技術領域

本發明涉及一種超材料結構，特別是涉及一種適用于制造微波諧振器的超材料結構。

背景技術

伴隨著社會和科學不斷地發展，人們對更快的消息傳輸和信息處理的需求與日俱增，提高傳統通信網絡和電子數據處理能力，在更小的空間中提高數據處理和數據存儲能力成為人們研究的熱點。然而，要實現這些需求需要大幅改進器件對電磁的調控能力。對于自然存在的物質，并不能很好的甚至無法滿足上述需求，而超材料的出現，使這些功能的實現成為可能，超材料是指一些具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工復合結構或復合材料，超材料的性質不取決與構成材料的屬性，而是取決于基本單元的空間結構，通過靈活的設計可以實現很多有趣的電磁現象，作為亞波長電磁學關鍵器件的主要載體，目前在微波至光學領域得到廣泛研究。

品質因子(Q值)是衡量微腔發光器件性能的一個重要參數，Q值代表微諧振腔存儲能量大小的能力，反應其總損耗的大小，Q值越大，意味著損耗越小。目前的超材料諧振峰的設計都局限于表面模式，諸如偶極諧振、LC諧振之類的諧振峰，這類表面模式諧振峰由于受到了金屬歐姆損耗和輻射損耗的影響，對其Q值的提高非常困難。通常使用非對稱SRR結構來降低輻射損失，具有略微不同形狀的兩個不對稱SRR，由于每個SRR中的電流之間的相消干涉導致的暗模式,在此輻射損耗相當低,從而形成高Q因子。但是，這種SRR元件幾乎需要重疊，對制造工藝要求嚴格。

發明內容

基于此，有必要針對現有用于制造高Q因子微波諧振器的超材料制造工藝要求嚴格的問題，提供一種制造工藝要求不高的用于制造高Q因子微波諧振器的超材料結構。

一種超材料結構，包括：

介質層；

第一金屬涂層，覆蓋于所述介質層，包括第一弧形金屬涂層和第一條狀金屬涂層，所述第一條狀金屬涂層與所述第一弧形金屬涂層相交；

第二金屬涂層，與所述第一金屬涂層結構相同且對稱設置，覆蓋于所述介質層,包括第二弧形金屬涂層和第二條狀金屬涂層，所述第二條狀金屬涂層與所述第二弧形金屬涂層相交，所述第二弧形金屬涂層的開口與所述第一弧形金屬涂層的開口相對，且開口端部間隔設置，所述第二條狀金屬涂層與所述第一條狀金屬涂層具有相同的延伸方向，并且端部間隔設置。

本申請提出的超材料結構由于環形和電偶極子之間的破壞性干涉產生的一種激勵模式，即電偶極子輻射幾乎被環形偶極子抵消。因此，在諧振頻率處產生了極高的Q因子，使得本申請的超材料結構具有Q值高的優點。另外，本申請提出的超材料結構不需要嚴格重疊，所以對制造工藝要求較低，使得本申請的超材料結構具有制造工藝要求低的優點。

在一個實施例中，所述第一條狀金屬涂層位于所述第一弧形金屬涂層的對稱軸上，且所述第一條狀金屬涂層的長度小于所述第一弧形金屬涂層的外半徑；所述第二條狀金屬涂層位于所述第二弧形金屬涂層的對稱軸上，且所述第二條狀金屬涂層的長度小于所述第二弧形金屬涂層的外半徑。

在一個實施例中，所述介質層為正方形，所述第一弧形金屬涂層與所述第二弧形金屬涂層位于同一個圓環上，且所述第一弧形金屬涂層與所述第二弧形金屬涂層的對稱軸都與所述介質層的一個對稱軸位于同一條直線上，且所述介質層的邊長不小于所述第一弧形金屬涂層的外半徑。