[發(fā)明專利]一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110234078.X
• 申請(qǐng)日: 2021-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN113161760B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玥;崔子健;岳莉莎;朱永強(qiáng);姚楠;李存霞;王馨梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q17/00
• 分類號(hào): H01Q17/00;G02B1/00;G02B5/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發(fā)明公開了一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器，包括襯底層和結(jié)構(gòu)層，襯底層和結(jié)構(gòu)層為一體的高摻雜硅材料，結(jié)構(gòu)層上均勻劃分有若干網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)均設(shè)置有若干刻蝕單元。具有能夠在不同單元排布下保持穩(wěn)定的吸收光譜特性，且吸收率高、吸收頻點(diǎn)多，高品質(zhì)因子的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超材料吸收器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器。

背景技術(shù)

太赫茲超材料是在太赫茲頻率下工作的一種人工材料，具有超常的電磁特性，根據(jù)材料屬性分類，一般可分為金屬超材料、全介質(zhì)超材料、碳基超材料等，可在特定頻率或頻率范圍的太赫茲波入射下產(chǎn)生共振，在傳感、檢測、成像、通訊等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和應(yīng)用價(jià)值，吸引了諸多關(guān)注，引發(fā)了研究熱潮。

目前現(xiàn)有技術(shù)中，超材料吸收器通常被設(shè)計(jì)為具有周期性結(jié)構(gòu)的，由吸收單元結(jié)構(gòu)向四周不斷重復(fù)構(gòu)成吸收器器件的整體結(jié)構(gòu)，其中的吸收單元結(jié)構(gòu)尺寸遠(yuǎn)小于入射的波長，因此，在入射波接觸到超材料后會(huì)引起單元結(jié)構(gòu)的共振，透射譜或反射譜或吸收譜上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)共振峰或共振谷。

但是，嚴(yán)格的周期性增加了產(chǎn)品制造的難度，同時(shí)也限制了不同階表面等離子體激元模式的產(chǎn)生，而模式的耦合在一定條件下可以提高共振的品質(zhì)因子，這對(duì)于傳感、檢測等應(yīng)用領(lǐng)域至關(guān)重要。

因此，如何實(shí)現(xiàn)一種單元結(jié)構(gòu)不需要周期性排布，且吸收模式更加豐富多樣，能夠在不同單元排布下保持穩(wěn)定的吸收光譜特性，具有吸收率高、吸收頻點(diǎn)多，高品質(zhì)因子等特點(diǎn)的超材料吸收器具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器，具有能夠在不同單元排布下保持穩(wěn)定的吸收光譜特性，且吸收率高、吸收頻點(diǎn)多，高品質(zhì)因子的特點(diǎn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器，包括襯底層和結(jié)構(gòu)層，襯底層和結(jié)構(gòu)層為一體的高摻雜硅材料，結(jié)構(gòu)層上均勻劃分有若干網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)均設(shè)置有若干刻蝕單元。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

刻蝕單元為正方形刻蝕孔、長方形刻蝕孔、圓形刻蝕孔、正三角形刻蝕孔、不規(guī)則三角形刻蝕孔、橢圓形刻蝕孔的一種或多種，任一網(wǎng)格內(nèi)不重疊、不緊貼地設(shè)置有若干刻蝕單元。

任一網(wǎng)格內(nèi)刻蝕單元至少存在一部分刻蝕圖樣被劃分到相鄰的網(wǎng)格中。

襯底層厚度大于110μm，襯底層厚度小于300μm。

結(jié)構(gòu)層厚度與襯底層厚度之比大于1/6小于1/2。

刻蝕單元的刻蝕面積與網(wǎng)格面積之比大于1/20，刻蝕單元的刻蝕面積與網(wǎng)格面積之比小于1/2。

刻蝕單元在網(wǎng)格內(nèi)隨機(jī)分布，刻蝕單元在網(wǎng)格內(nèi)不具備周期性。

網(wǎng)格不少于10個(gè)。

網(wǎng)格內(nèi)的刻蝕單元均相同。

任一網(wǎng)格內(nèi)刻蝕單元的幾何特征均相同。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器，具有能夠在不同單元排布下保持穩(wěn)定的吸收光譜特性，且吸收率高、吸收頻點(diǎn)多，高品質(zhì)因子的特點(diǎn)。吸收模式更加豐富多樣，且能在不同隨機(jī)條件下保持穩(wěn)定的吸收光譜特性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器網(wǎng)格劃分示意圖；

圖3為本發(fā)明一種單元隨機(jī)分布的全介質(zhì)多帶太赫茲超材料吸收器網(wǎng)格內(nèi)刻蝕結(jié)構(gòu)的示意圖；