[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

本發明公開了一種可透可反雙功能太赫茲波分束器及其方法。它包括太赫茲波輸入端、N×N個單元結構，N為自然數；N×N個單元結構周期排列與太赫茲波輸入方向垂直的平面上，單元結構包括全介質柱狀結構、聚酰亞胺介質層、襯底二氧化釩。其中，單元結構有兩種，一種單元結構的全介質柱狀結構為第一等腰三角柱體，另一種單元結構的全介質柱狀結構為大等腰三角柱體，兩種單元結構中間介質層都為聚酰亞胺，底層都為二氧化釩，其中底層二氧化釩在達到相變條件后實現控制所設計結構透射反射的作用。本發明的可透可反雙功能太赫茲分束器具有結構簡單，材料容易制備，且可以在不改變結構的情況下通過溫度變化實現透射反射的轉換，滿足在太赫茲波系統應用要求。

技術領域

本發明涉及太赫茲波應用技術領域，尤其涉及可變材料的可透可反雙功能太赫茲波分束器及其方法。

背景技術

太赫茲波是指頻率在0.1～10THz，波長為3000～30μm范圍內的電磁波，它在長波段與毫米波相重合，而在短波段與紅外線相重合，太赫茲波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置。因此太赫茲技術在高速通信和成像等領域具有廣泛應用前景。作為太赫茲波控制重要器件之一的太赫茲波分束器引起了國內外研究人員的廣泛關注。近年來，各種太赫茲濾波器、太赫茲波開關、太赫茲波調制器等都有研制的報道。在設計太赫茲器件的過程中，一旦加工制作好就無法改動，所以往往功能單一，不具有多功能的特性，不可調控，限制了太赫茲技術的應用和發展，

發明內容

本發明為了克服現有技術不足，提供一種可透可反雙功能太赫茲波分束器。本發明可以通過溫度調控超表面的反射分束和透射分束兩種功能。本發明結構簡單，易于加工，是能夠實現集透射和反射于一體的多功能器件。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種可透可反雙功能太赫茲波分束器，其包括太赫茲波輸入端、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，且所述單元結構具有第一等腰三角柱單元結構和第二等腰三角柱單元結構兩類；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或第二等腰三角柱單元結構，由第一等腰三角柱單元結構構成的周期單元和由第二等腰三角柱單元結構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包括全介質第一等腰三角柱結構、聚酰亞胺介質層和襯底二氧化釩；其中全介質第一等腰三角柱結構位于聚酰亞胺介質層上方，襯底二氧化釩位于聚酰亞胺介質層下方；每個所述第二等腰三角柱單元結構包括全介質第二等腰三角柱結構、聚酰亞胺介質層和襯底二氧化釩；其中全介質第二等腰三角柱結構位于聚酰亞胺介質層上方，襯底二氧化釩位于聚酰亞胺介質層的下方；全介質第一等腰三角柱結構的橫截面為第一等腰三角形，全介質第二等腰三角柱結構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與第二等腰三角柱單元結構具有180°或接近180°的相位差。

上述方案中的各部件具體參數可采用如下優選方式：

作為優選，所述第一等腰三角柱單元結構和第二等腰三角柱單元結構的俯視圖均為正方形，正方形邊長為100μm。

作為優選，所述的聚酰亞胺介質層橫截面呈正方形，邊長為100μm，厚度為30～35μm。

作為優選，所述的襯底二氧化釩層橫截面呈正方形，邊長為100μm，厚度為0.2～0.5μm。

作為優選，所述全介質第一等腰三角柱狀結構的材料為聚酰亞胺，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

作為優選，所述全介質第二等腰三角柱狀結構的材料為聚酰亞胺，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

作為優選，所述N＝32。