[發明專利]一種太赫茲調制器

在審

• 申請號: 202010235527.8
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111381394A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 楊軍;史添;徐俊杰;王鵬;尹治平;鄧光晟;陸紅波
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333;G02F1/1337;G02B1/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種太赫茲調制器，包括：多個相同的調制單元，且所述調制單元以周期性排列；所述調制單元從下到上依次設有下層介質基板、下層諧振單元、液晶層、上層諧振單元和上層介質基板；其中，所述下層諧振單元包括4個尺寸相同的等腰梯形空氣隙，且所述等腰梯形空氣隙在所述下層諧振單元上均勻布置；所述上層諧振單元的結構與所述下層諧振單元的結構相同，且所述上層諧振單元的等腰梯形空氣隙與所述下層諧振單元的等腰梯形空氣隙對應設置。本發明設置的太赫茲調制器，不僅調制深度大，而且具有較低的插入損耗，能夠廣泛應用。

技術領域

本發明涉及太赫茲技術領域，特別是涉及一種太赫茲調制器。

背景技術

超材料又稱超構材料，是一種人為構造的新型結構材料，具有超越傳統自然材料的奇異物理特性。超材料的基本思想是利用結構單元的諧振特性，實現對材料等效參數的控制，從而為電磁波的操控提供了全新的技術途徑。

作為超材料的重要應用領域之一，超材料調制器正吸引著各國研究者的密切關注。傳統的超材料調制器在加工完成后，其諧振頻率便已經固定，很難再進行修改。為了實現諧振頻率的可調，研究人員引入了石墨烯，二氧化釩，半導體以及液晶等材料。但目前的頻率可調超材料調制器仍面臨著調制深度小，插入損耗大的問題，從而極大地限制了其的廣泛應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種太赫茲調制器，在調制過程中，不僅調制深度大而且插入損耗小。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種太赫茲調制器，包括：多個相同的調制單元，且所述調制單元以周期性排列；所述調制單元從下到上依次設有下層介質基板、下層諧振單元、液晶層、上層諧振單元和上層介質基板；其中，

所述下層諧振單元包括4個尺寸相同的等腰梯形空氣隙，且所述等腰梯形空氣隙在所述下層諧振單元上均勻布置；

所述上層諧振單元的結構與所述下層諧振單元的結構相同，且所述上層諧振單元的等腰梯形空氣隙與所述下層諧振單元的等腰梯形空氣隙對應設置。

可選的，相鄰所述等腰梯形空氣隙之間具有一定間距。

可選的，所有所述下層諧振單元的等腰梯形空氣隙的上底邊延長線圍成第一正方形，所有所述下層諧振單元的等腰梯形空氣隙的下底邊延長線圍成第二正方形，所述第一正方形的面積小于所述第二正方形的面積；所述第一正方形的中心、所述第二正方形的中心以及所述下層諧振單元的上表面的中心為同一點。

可選的，所述調制單元以陣列形式排列，所述陣列的行和所述陣列的列分別設置31個所述調制單元。

可選的，所述液晶層的四周，以及所述上層介質基板與所述下層介質基板之間均采用環氧樹脂進行密封，并在所述液晶層的上表面和所述液晶層的下表面用聚酰亞胺膜進行定向。

可選的，所述液晶層為向列型液晶材料，所述向列型液晶材料的介電常數變化范圍為2.547-3.65。

可選的，所述下層諧振單元與所述上層諧振單元均為二維亞波長金屬諧振單元。

可選的，所述下層介質基板和所述上層介質基板均為石英材料，所述石英材料的介電常數為3.78，所述石英材料的損耗正切為0.02。

可選的，所述下層介質基板和所述上層介質基板的厚度均為200μm，所述液晶層的厚度為45μm，所述下層諧振單元和所述上層諧振單元的厚度均為0.5μm。

可選的，所述等腰梯形空氣隙的上底長為281.72μm，所述等腰梯形空氣隙的下底長為321.72μm，所述等腰梯形空氣隙的腰長為28.28μm，所述間距為20μm。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：