[發明專利]一種光學超材料單元及選擇設計方法

在審

• 申請號: 202011332494.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112490682A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 曹培勇
• 申請（專利權）人: 深圳市上諾微電子有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q17/00;G02B1/00;G02B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光學超材料單元及選擇設計方法，其中，所述光學超材料單元包括：由上至下依次排布的表面共振層、介質板及接地板，其中，所述表面共振層包括：呈環狀的外緣貼片，所述外緣貼片的上邊框內側貼合有第一貼片，下邊框內側貼合有第二貼片。本發明所提供的光學超材料單元可用于多個頻帶的電磁波吸收，且該多個頻帶的跨度相對現有技術較大，彌補了現有技術缺乏頻帶跨度較大的光學超材料單元的問題。

技術領域

本發明涉及超材料技術領域，尤其涉及的是一種光學超材料單元及選擇設計方法。

背景技術

超材料是一個跨學科的課題，囊括電子工程、凝聚態物理、微波、光電子學、經典光學、材料科學、半導體科學以及納米科技等等。具體地，電磁超材料(英文:Metamaterial，拉丁語詞根meta-表示超出、另類等含義)，簡稱超材料，指的是一類具有特殊性質的人造材料，這些材料是自然界沒有的，它們擁有一些特別的性質，比如讓光、電磁波改變它們的通常性質，而這樣的效果是傳統材料無法實現的。

超材料的成分上沒有什么特別之處，根據有效媒介理論，超材料的特性可以通過關鍵物理尺寸的結構有序設計來調控。所以，通過調整其物理尺寸及材料參數，能夠使超材料與入射電磁波的電磁分量產生耦合，從而使特定頻帶的入射電磁波的絕大部分(甚至是100％)被吸收，由此獲得特殊的超材料“完美吸收器”。利用超材料可以實現電磁波和光波性能的任意“剪裁”，從而可獲得諸如完美透鏡、隱身斗篷、電磁波完美吸收器等特殊器件。

太赫茲波指的是頻率范圍在0.1THz-10THz，波長范圍在30um-3000um的電磁波。太赫茲波位于光波和微波波段之間，具有很多光波和微波的優點，例如其的低能特性，不會對被檢測物質產生電離干破壞，所以太赫茲波段的電磁感應透明研究對醫學領域有著重要的研究意義。

目前大多數的研究都處于GHz頻帶的單一頻帶的電磁感應透明研究，很少有在太赫茲波段的多頻帶電磁感應透明的研究。為了解決這一技術問題，授權公告號為CN211150789U的實用新型專利提供了一種基于太赫茲超材料的多頻帶電磁感應透明結構，如圖1所示，其包括：第一介質基板1、第二介質基板2、第一金屬條3、第二金屬條4、第一金屬對稱開口諧振圓環5和第二金屬對稱開口諧振圓環6，所述第二介質基板2位于所述第一介質基板1下，所述第一金屬條3、所述第二金屬條4、所述第一金屬對稱開口諧振圓環5和所述第二金屬對稱開口諧振圓環6均位于所述第一介質基板1遠離所述第二介質基板2的一側，所述第一金屬條3和所述第二金屬條4平行設置，所述第一金屬對稱開口諧振圓環5位于所述第一金屬條3和所述第二金屬條4之間，所述第一金屬對稱開口諧振圓環5具有兩個第一缺口51，且兩個所述第一缺口51分別位于靠近所述第一金屬條3和所述第二金屬條4的一側，所述第二金屬對稱開口諧振圓環6位于所述第二金屬條4遠離所述第一金屬對稱開口諧振圓環5的一側，所述第二金屬對稱開口諧振圓環6具有兩個第二缺口61，且兩個所述第二缺口61與兩個所述第一缺口51位于同一直線上，所述第一金屬條3、所述第二金屬條4、所述第一金屬對稱開口諧振圓環5和所述第二金屬對稱開口諧振圓環6的幾何中心連線與第一介質基板1表面的水平中線相重疊。

上述多頻帶電磁感應透明結構的兩種實施例的透射曲線圖分別如圖2及圖3所示，由圖2及圖3不難看出，其兩個實施例的三個透射窗口皆集中在1.08THz至1.32THz之間，跨越頻帶較窄；即現有技術缺乏頻帶跨度較大的光學超材料單元。

可見，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種光學超材料單元及選擇設計方法，旨在解決現有技術缺乏頻帶跨度較大的光學超材料單元。

本發明的技術方案如下：

一種光學超材料單元，包括：由上至下依次排布的表面共振層、介質板及接地板，其中所述表面共振層包括：呈環狀的外緣貼片，所述外緣貼片的上邊框內側貼合有第一貼片，下邊框內側貼合有第二貼片。