[發明專利]亞波長介質柱陣列結構的超材料雙功能太赫茲波片

有效

• 申請號: 201910702102.0
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110456426B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 栗巖鋒;訾劍臣;胡明列
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G02B5/30
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 蘇宇歡

本發明公開了一種亞波長介質柱陣列結構的超材料雙功能太赫茲波片，由純硅介質基底與介質柱陣列構成，在直徑1～12英寸、厚度100～2000μm的高阻硅片上按照超材料結構布圖設計、采用光刻技術一次成型制作的介質柱陣列位于長方體純硅介質基底正上方，沿水平軸向X與垂直軸向Y雙方向，介質柱陣列由介質柱陣列最小結構周期單元周期性排布構成，介質柱陣列最小結構周期單元包括兩個介質柱，上述二個介質柱中心距離同水平軸向X周期相等。本發明亞波長介質柱陣列結構的超材料雙功能太赫茲波片具有設計合理、結構簡單、在0.1～10THz頻率范圍內各單一工作頻率下均可同時實現1/4和1/2波片功能、便于應用的特點。

一、技術領域

本發明涉及一種亞波長介質柱陣列結構的超材料雙功能太赫茲波片。

二、背景技術

偏振是電磁波的基本屬性之一，它是信息傳輸十分重要的載體。偏振轉化器件是指用來調控電磁波偏振的一類器件，它可以將入射電磁波的偏振態轉化為另一種偏振態，對于電磁波技術的實際應用具有重要的意義。傳統的偏振轉化器件主要是基于自然界中的雙折射晶體，借由兩個正交極化波之間存在的相位延遲來調控電磁波的偏振態。當相位差滿足π/2或π時，就能夠實現1/4或1/2波片的功能。其中，1/4波片可以實現線偏振態到圓偏振態轉化的功能，而1/2波片則可以實現將線偏振態旋轉90°的功能。雖然一些天然晶體在太赫茲波段也體現出一定的雙折射特性，但往往雙折射系數偏低，導致器件整體尺寸偏大，不符合未來器件系統的集成化和小型化的趨勢。近些年來，超材料的興起為太赫茲偏振轉化器件的設計開發開辟了一條全新的道路。超材料是指具有亞波長的周期或準周期結構的人工微結構材料。超材料特殊的電磁特性較大程度上取決于超材料的結構，通過合理設計超材料的幾何結構，能夠靈活地調控電磁波的屬性。然而，目前報道的超材料太赫茲偏振轉化器件不僅工作頻率單一，而且在單一工作頻率下僅具有唯一功能，不能滿足器件系統多樣化和集成化需求。

三、發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在0.1～10THz頻率范圍內各單一工作頻率下的亞波長介質柱陣列結構的超材料雙功能太赫茲波片。