[發明專利]一種光控的太赫茲波3比特編碼器及編碼方法

在審

• 申請號: 202010537774.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111555814A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 銀珊;曾德輝;黃巍;石欣桐;秦祖軍;張文濤;胡放榮;熊顯名
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516;H04B10/90
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

本發明公開一種光控的太赫茲波3比特編碼器及編碼方法，包括襯底層、金屬層、定位標志和編碼結構。金屬層和定位標志均覆于襯底層的上表面；編碼結構蝕刻在金屬層上。編碼結構由若干個雙圓結構和若干個方形結構組成；所有雙圓結構呈周期性排列，所有方形結構呈周期性排列，且所有雙圓結構所形成的雙圓陣列與所有方形結構所形成的方形陣列相互交錯設置。本發明能對太赫茲波進行操控，并能實現3比特即八個狀態的編碼，與之前的編碼結構相比大大提升了編碼能力、信息傳輸能力。能同時控制三個頻率點的諧振響應，作用的頻段更寬、編碼的頻率范圍更廣。本發明具有工藝簡單、結構簡單且編碼速率快的特點。

技術領域

本發明涉及太赫茲通信技術領域，具體涉及一種光控的太赫茲波3比特編碼器及編碼方法。

背景技術

太赫茲是指頻率在0.1THz～10THz的電磁波，在頻譜上介于紅外和微波之間，是一個尚未得到充分開發的頻段。其頻譜資源可達數十GHz，能實現最高可達到Tbit/s級的超高傳輸速率的通信需求。當前，美、歐、日等國開始加速推進6G技術的研發，而太赫茲通信技術被認為是6G通信關鍵技術之一。但相關太赫茲器件的缺乏以及成熟不高，制約著太赫茲通信技術的發展。因此，太赫茲通信相關的器件研究在目前顯得尤為重要。

據報道，目前太赫茲通信相關的編碼器件多采用多層金屬結構來實現，其包含著結構復雜的頻率選擇表面，或者采用調節不同頻段的電磁波的相位來實現編碼控制。此外，也有對光路要求嚴格的可編程門陣列控制超表面的編碼方案。現有的太赫茲編碼器件不僅加工過程復雜，難于設計，而且編碼效果不佳。通過這些編碼器透射的太赫茲波的方向性不強，不利于太赫茲時域光譜系統接收器的信號接收。另外，現有的透射型太赫茲波編碼器是采用機械轉動的方法進行編碼，機械轉機制約著調制速率，不能滿足高速編碼的太赫茲通信要求。

隨著太赫茲通信技術的不斷發展，研究一種能操控太赫茲波、工藝簡單、結構簡單且編碼速率快的透射型太赫茲波編碼器成為一個重要的課題。

發明內容

本發明所要解決的是現有太赫茲波編碼器編碼速率不能滿足高速編碼的問題，提供一種光控的太赫茲波3比特編碼器及編碼方法。

為解決上述問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種光控的太赫茲波3比特編碼器，包括襯底層、金屬層、定位標志和編碼結構；金屬層和定位標志均覆于襯底層的上表面；編碼結構蝕刻在金屬層上。編碼結構由若干個雙圓結構和若干個方形結構組成；所有雙圓結構呈周期性排列，所有方形結構呈周期性排列，且所有雙圓結構所形成的雙圓陣列與所有方形結構所形成的方形陣列相互交錯設置。每個雙圓結構整體關于其縱向中心軸對稱，并由一個內圓開口環和外圓開口環組成；內圓開口環為圓形開口向下的鏤空環狀槽，且內圓開口環的中段即與其開口相對處填充有第一半導體塊；外圓開口環為圓形開口向上的鏤空環狀槽，且外圓開口環的中段即與其開口相對處填充有第二半導體塊；內圓開口環和外圓開口環相互獨立，內圓開口環位于外圓開口環的內側，且兩者的中心重疊。每個方形結構整體關于其縱向中心軸對稱，并由一個正方形開口環組成；正方形開口環為正方形開口向上的鏤空環狀槽，正方形開口環的左右兩個對角處對稱地填充有第三半導體塊。

上述方案中，在雙圓陣列中，其所有行距R_雙圓均相等，所有列距C_雙圓均相等，且行距R_雙圓等于列距C_雙圓；在方形陣列中，其所有行距R_方形均相等，所有列距C_方形均相等，且行距R_方形等于列距C_方形；同時，雙圓陣列的R_雙圓和列距C_雙圓等于方形陣列的距R_方形和列距C_方形。

上述方案中，當1個雙圓結構的四周環繞有4個方形結構時，則該雙圓結構的中心與這4個方形結構的對角線的交點重合。