[發明專利]可透可反雙功能太赫茲波分束器及其方法

有效

• 申請號: 202110036813.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112886258B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李九生;楊麗晶
• 申請（專利權）人: 之江實驗室;中國計量大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，包括N×N個單元結構，N為大于8的自然數；N×N個單元結構周期排列于太赫茲波輸入方向垂直的平面上構成太赫茲波分束器，其頂面作為太赫茲波輸入端(1)，且所述單元結構具有第一等腰三角柱單元結構(6)和第二等腰三角柱單元結構(7)兩類；N×N個單元結構組成的陣列中，以4列為一個周期單元，每個周期單元中的所有單元結構均統一為第一等腰三角柱單元結構(6)或第二等腰三角柱單元結構(7)，由第一等腰三角柱單元結構(6)構成的周期單元和由第二等腰三角柱單元結構(7)構成的周期單元交替排布；每個所述第一等腰三角柱單元結構(6)包括全介質第一等腰三角柱結構(2)、聚酰亞胺介質層(4)和襯底二氧化釩(5)；其中全介質第一等腰三角柱結構(2)位于聚酰亞胺介質層(4)上方，襯底二氧化釩(5)位于聚酰亞胺介質層(4)下方；每個所述第二等腰三角柱單元結構(7)包括全介質第二等腰三角柱結構(3)、聚酰亞胺介質層(4)和襯底二氧化釩(5)；其中全介質第二等腰三角柱結構(3)位于聚酰亞胺介質層(4)上方，襯底二氧化釩(5)位于聚酰亞胺介質層(4)的下方；全介質第一等腰三角柱結構(2)的橫截面為第一等腰三角形，全介質第二等腰三角柱結構(3)的橫截面為第二等腰三角形，且第二等腰三角形的尺寸大于第一等腰三角形，第一等腰三角柱單元結構(6)與第二等腰三角柱單元結構(7)具有180°或接近180°的相位差。

2.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述第一等腰三角柱單元結構(6)和第二等腰三角柱單元結構(7)的俯視圖均為正方形，正方形邊長為100μm。

3.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述的聚酰亞胺介質層(4)橫截面呈正方形，邊長為100μm，厚度為30～35μm。

4.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述的襯底二氧化釩層(5)橫截面呈正方形，邊長為100μm，厚度為0.2～0.5μm。

5.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述全介質第一等腰三角柱狀結構(2)的材料為聚酰亞胺，高度為180～200μm，其橫截面的第一等腰三角形底邊長為10μm，腰長為

6.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述全介質第二等腰三角柱狀結構(3)的材料為聚酰亞胺，高度為180～200μm，其橫截面的第二等腰三角形底邊長為100μm，腰長為

7.如權利要求1所述的一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其特征在于，所述N＝32。

8.一種使用如權利要求1～7任一所述分束器的可透可反雙功能太赫茲波分束方法，其特征在于，通過調控溫度實現反射分束和透射分束兩種不同功能：

當溫度高于68°時，襯底二氧化釩(5)為金屬態，此時可透可反雙功能太赫茲分束器為反射模式；在反射模式下，當頻率為0.75THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端(1)輸入時，被N×N個單元結構反射，將垂直入射的太赫茲波分為對稱反射的兩束太赫茲波，實現反射分束；

當溫度低于68°時，襯底二氧化釩(5)為介質態，此時可透可反雙功能太赫茲分束器為透射模式；在透射模式下，當頻率為1.5THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端(1)輸入時，透過N×N個單元結構，將垂直入射太赫茲波分為對稱透射的兩束太赫茲波，實現透射分束。