[發明專利]一種太赫茲偏振調控器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201811383848.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109407352A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 王大承;譚為;孫松;馮正
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院電子工程研究所
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種太赫茲偏振調控器件，所述太赫茲偏振調控器件包括介電超結構和襯底；所述介電超結構為全介質材料的介電超結構，所述介電超結構包括周期性分布的柱狀介電單元；所述柱狀介電單元的長軸長度與待調整太赫茲波長的比值處于第一預設區間中；短軸長度與待調整太赫茲波長的比值處于第二預設區間中；高度與待調整太赫茲波長的比值處于第三預設區間中；相鄰所述柱狀介電單元在長軸方向上的間距與待調整太赫茲波長的比值處于第四預設區間中；相鄰所述柱狀介電單元在短軸方向上的間距與待調整太赫茲波長的比值處于第五預設區間中。提高器件工作效率，增大相位調制范圍。本發明還提供了一種具有上述優點的太赫茲偏振調控器件的制作方法。

技術領域

本發明涉及太赫茲領域，特別是涉及一種太赫茲偏振調控器件及其制作方法。

背景技術

太赫茲輻射是0.1～10THz的電磁輻射，從頻率上看，在無線電波和光波，毫米波和紅外線之間；從能量上看，在電子和光子之間，在電磁頻譜上，太赫茲波段兩側的紅外和微波技術已經非常成熟，但是太赫茲技術基本上還是一個空白，其原因是在此頻段上，既不完全適合用光學理論來處理，也不完全適合微波的理論來研究。太赫茲系統在半導體材料、高溫超導材料的性質研究、斷層成像技術、無標記的基因檢查、細胞水平的成像、化學和生物的檢查，以及寬帶通信、微波定向等許多領域有廣泛的應用。研究該頻段的輻射源不僅將推動理論研究工作的重大發展，而且對固態電子學和電路技術也將提出重大挑戰。

而在太赫茲應用中，最重要的部件就是太赫茲偏振調控器件，在太赫茲生物成像、太赫茲通信系統以及太赫茲光學系統中都需要偏振器件對太赫茲偏振進行有效調控。但現有的的太赫茲偏振調控器件主要基于太赫茲雙折射晶體和全內反射效應，通常為天然的各向異性材料制成的偏振調控器件，這些器件通常尺寸大、相位調制范圍有限、損耗大，同時現有技術中太赫茲偏振調控器件的材料選擇十分有限，且同種材料只能用作半波片或四分之一波片中的一種，性能單一。

發明內容

本發明的目的是提供一種太赫茲偏振調控器件及其制作方法，以解決現有技術中太赫茲偏振調控器件尺寸過大、相位調制范圍有限、透射損耗大及性能單一的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種太赫茲偏振調控器件，所述太赫茲偏振調控器件包括介電超結構和襯底；

所述介電超結構為全介質材料的介電超結構，所述介電超結構包括周期性分布的介電單元，所述介電單元為柱狀介電單元；

所述柱狀介電單元的長軸長度與待調整太赫茲波長的比值處于第一預設區間中；所述柱狀介電單元的短軸長度與待調整太赫茲波長的比值處于第二預設區間中；柱狀介電單元的高度與待調整太赫茲波長的比值處于第三預設區間中；

相鄰所述柱狀介電單元在長軸方向上的間距與待調整太赫茲波長的比值處于第四預設區間中；相鄰所述柱狀介電單元在短軸方向上的間距與待調整太赫茲波長的比值處于第五預設區間中。

可選地，在所述太赫茲偏振調控器件中，當所述太赫茲偏振調控器件用作半波片時，所述第一預設區間的范圍為0.315至0.321；所述第二預設區間的范圍為0.105至0.107；所述第三預設區間的范圍為0.570至0.582；

所述第四預設區間的范圍為0.135至0.138；所述第五預設區間的范圍為0.345至0.352。

可選地，在所述太赫茲偏振調控器件中，當所述太赫茲偏振調控器件用作四分之一波片時，所述第一預設區間的范圍為0.274至0.279；所述第二預設區間的范圍為0.091至0.093；所述第三預設區間的范圍為0.495至0.505；

所述第四預設區間的范圍為0.117至0.120；所述第五預設區間的范圍為0.300至0.307。

可選地，在所述太赫茲偏振調控器件中，所述柱狀介電單元為立方體介電單元或橢圓立柱介電單元。