[發明專利]可切換超材料的多功能太赫茲偏振轉換器及方法

有效

• 申請號: 202110320430.1
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113067160B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 嚴德賢;封覃銀;袁紫微;孟淼
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/24
• 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

1.一種可切換超材料的多功能太赫茲偏振轉換器，其特征在于，該轉換器由單元結構在平面上按陣列形式連續拼接而成；每個所述單元結構由不同的功能層疊加組成，從上到下依次為周期性金屬開口諧振環（2）、上介質層（3）、二氧化釩薄膜（4）、下介質層（5）和底部金屬襯底（6）；所述上介質層（3）、二氧化釩薄膜（4）、下介質層（5）和底部金屬襯底（6）的橫截面均為正方形，所述周期性金屬開口諧振環（2）布置于上介質層（3）上表面的中心，為具有兩個開口的金屬圓環且兩個開口分別位于圓環的一條直徑兩端；

所述的周期性金屬開口諧振環（2）材料為銅，圓環外半徑為30μm，內半徑為27μm，厚度為0.2μm，每個所述開口在圓環上所占的圓心角為15°；

所述的周期性金屬開口諧振環（2）中，兩個所述開口所在的直徑與上介質層（3）上表面的一條對角線重合；

所述的上介質層（3）材料為聚酰亞胺(PI)，長度和寬度均為80μm，厚度為16μm；

所述的二氧化釩薄膜（4）長度和寬度均為80μm，厚度為1μm；

所述的單元結構的下介質層（5）材料為聚酰亞胺(PI)，長度和寬度均為80μm，厚度為10μm；

所述的單元結構的底部金屬襯底（6）材料為銅，長度和寬度均為80μm，厚度為0.2μm。

2.根據權利要求1所述的一種可切換超材料的多功能太赫茲偏振轉換器，其特征在于，所述單元結構按陣列形式連續拼接成正方形、長方形或六邊形。

3.一種根據權利要求1所述的太赫茲偏振轉換器的偏振轉換功能切換方法，其特征在于，所述轉換器件通過外加激勵改變二氧化釩薄膜（4）中二氧化釩材料的相變特性，使其在絕緣態和金屬態之間可逆轉換，實現線-線偏振轉換和線-圓偏振轉換兩種功能的可控切換；其中，當二氧化釩處于絕緣體狀態時，太赫茲波從信號輸入端（1）輸入，依次經過周期性金屬開口諧振環（2）、上介質層（3）、二氧化釩薄膜（4）和下介質層（5），并在底部金屬襯底（6）產生反射，實現線-線偏振的轉換；當二氧化釩處于金屬態時，太赫茲波從信號輸入端（1）輸入，依次經過周期性金屬開口諧振環（2）和上介質層（3），并在二氧化釩薄膜（4）產生反射，實現線-圓偏振的轉換。

4.如權利要求3所述的偏振轉換功能切換方法，其特征在于，所述外加激勵為電刺激、磁刺激、熱刺激或者光學刺激。