[發明專利]一種頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器及其制造方法

有效

• 申請號: 201910343763.9
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110011068B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王俊林;王鑫
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: H01Q17/00
• 分類號: H01Q17/00;G02B5/00;G02B1/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

本發明公開了一種頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器及其制造方法，該吸波器包括底層結構、中間介質層以及頂層諧振結構。底層結構包括至少一層金屬薄膜，中間介質層固定在底層結構上。頂層諧振結構固定在中間介質層上，頂層諧振結構包括呈陣列排布的多個金屬諧振結構。多個金屬諧振結構均固定在中間介質層遠離底層結構的同一端面上。每個金屬諧振結構內部設置諧振腔，諧振腔與金屬諧振結構均呈十字形且中心重合。金屬薄膜和金屬諧振結構均由銅制得，中間介質層由柔性PDMS材料制得，諧振腔內填充SrTiO₃材料。本發明的吸波器實現了對入射電磁波的有效控制，實現了超材料吸波頻率的大幅度調諧，克服了超材料吸波特性被動調諧方法的局限性。

技術領域

本發明涉及吸波器技術領域的一種超材料吸波器，尤其涉及一種頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器，還涉及該頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器的制造方法。

背景技術

吸波器通常有著較小的物理尺寸，且可以在目標頻域內有特定的吸收能力，近年來被廣泛的應用于防止電磁干擾、電磁隱身等各種民用、軍事領域。在軍事領域，可以用吸波器作為武器裝備的涂層，使武器擁有電磁隱身的能力，對方無法通過武器偵測到我方人員，可以在戰爭中獲取先機，也可以用來降低導彈等各類飛行單位的RCS。吸波器在具體生活中的應用主要體現在大部分電子產品在工作的過程中需要預防電磁干擾的吸波應用，小型的吸波器可以有效的解決保健、醫療等方面的這類需求，同時它在通訊領域也有著越來越多的應用。

一般情況下，超材料吸波器的結構、尺寸和材料等確定之后，其吸波特性(吸收峰頻率、吸波帶寬、吸波強度等)便確定了。因而為了更好的滿足實際需求，迫切需要設計諧振頻率、吸波強度、帶寬等可調諧的超材料吸波器，不僅可以對特定頻率的電磁波實現針對性吸波，而且還可以對電磁場的吸波幅度進行控制，從而實現對電磁場的開關功能。但是，通過改變諧振結構單元的尺寸、中間介質層的厚度和材料等，可以實現超材料吸波器吸波特性的調諧，但是這種被動式的調諧方法在實際應用中具有很大的局限性，不能滿足實際調諧的需要。

發明內容

針對現有的技術問題，本發明提供一種頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器及其制造方法，解決了現有的吸波器通過被動式的調諧方法進行應用具有局限性，不能滿足主動調諧的問題。

本發明采用以下技術方案實現：一種頻率可主動調諧的太赫茲超材料吸波器，其包括：

底層結構，其包括至少一層金屬薄膜；

中間介質層，其固定在底層結構上；中間介質層與底層結構相連的兩個端面重合；以及

頂層諧振結構，其固定在中間介質層上；

其中，頂層諧振結構包括呈陣列排布的多個金屬諧振結構；多個金屬諧振結構均固定在中間介質層遠離底層結構的同一端面上；每個金屬諧振結構內部設置諧振腔，諧振腔與對應的金屬諧振結構均呈十字形且中心重合；

所述金屬薄膜和金屬諧振結構均由銅制得，中間介質層由柔性PDMS材料制得，諧振腔內填充SrTiO₃材料。

作為上述方案的進一步改進，底層結構和中間介質層均呈矩形，中間介質層的厚度大于底層結構的厚度。

進一步地，多個金屬諧振結構等間距分布，每個金屬諧振結構的相對兩端沿著中間介質層的長度方向或寬度方向設置。

作為上述方案的進一步改進，每個金屬諧振結構的四個端部位于同一個圓周一上，每個諧振腔的四個端部位于同一個圓周二上。

進一步地，每個金屬諧振結構相對兩端之間的距離為35um，每個諧振腔相對兩端之間的距離為25um；金屬諧振結構端部的寬度為11um，諧振腔端部的寬度為8um。

再進一步地，底層結構的厚度為0.3um，中間介質層的厚度為40um，金屬諧振結構的厚度為0.3um。