[發明專利]熱控雙透射與雙反射相結合太赫茲調控器件及其方法

在審

• 申請號: 202310586310.5
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116598788A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 張淑萍;李九生;郭風雷
• 申請（專利權）人: 新疆理工學院
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q15/02;H01Q15/14
• 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

本發明公開了一種熱控雙透射與雙反射相結合太赫茲調控器件及其方法。該器件中包含正面陣列、反面陣列，其中正面陣列由m×n個正面子陣列周期排布組成，反面陣列由m×n個反面子陣列排布組成，正面子陣列和反面子陣列一一對應，且每個正面子陣列與反面子陣列背靠背相連。本發明可通過改變工作溫度，輸入太赫茲波分別以兩個方向透射或兩個方向反射的渦旋波束輸出。本發明具有結構簡單、器件緊湊，制作方便，容易加工與集成等優點，滿足太赫茲波系統應用要求。

技術領域

本發明涉及太赫茲波技術領域，尤其涉及一種熱控雙透射與雙反射相結合太赫茲調控器件及其方法。

背景技術

太赫茲指的是頻率為0.1～10THz的電磁波，位于微波和紅外波段之間的電磁輻射，具有穿透性、吸水性、高分辨率等諸多優越特性。太赫茲波以其安全性、穿透性、指紋識別性、寬帶性和高分辨率等優良特性而在生物識別、天文學、醫學成像、無損檢測、安全檢查、無線通訊、太赫茲成像等領域具有廣泛的應用前景，并有可能成為未來第六代移動通信工作頻率。然而，已有的太赫茲波傳輸控制器一般都是靜態，其功能無法被實時切換。而且大多數的太赫茲波傳輸控制器都是單一傳輸方向調控，不能實現對太赫茲波多傳輸方向調控，這大大限制了太赫茲器件在實際太赫茲系統中的應用。隨著太赫茲無線通信的快速發展和日益復雜的電磁環境對電磁器件和系統的多方位、多業務處理能力和集成化要求越來越高，設計和實現大帶寬，簡單結構，效率高，便于集成的太赫茲器件依然是一個研究熱點，需要進行研究與開發。

在實際應用中如何實現對太赫茲波的有效調控，一直是該領域應用中的一個難題。為了實現太赫茲波束調控，將人工超材料結合功能材料如相變材料、半導體材料、過渡金屬硫化物等通過外加電、磁、熱或者光實現器件性能可調控，但是已有的報道都是需要附加額外元器件如光調制器或強磁場裝置等，使系統變得十分復雜。為了提升太赫茲器件對太赫茲波調控便利性和實用性，研制結構簡單，多方位、調控方便的太赫茲波束控制器就顯得十分必要，而且具有廣闊的潛在應用價值。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，提供一種熱控雙透射與雙反射相結合太赫茲調控器件及其方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供了一種熱控雙透射與雙反射相結合太赫茲調控器件，其包括正面陣列、反面陣列和中間二氧化釩層，其中正面陣列由m×n個正面子陣列周期排布組成，反面陣列由m×n個反面子陣列周期排布組成；每個正面子陣列由L×L個矩形硅柱和聚酰亞胺介質層組成，每個反面子陣列由L×L個聚酰亞胺介質層和橢圓硅柱組成，正面子陣列和反面子陣列一一對應，以背靠背的形式分別設置于中間二氧化釩層的兩側，形成L×L個單元結構，每個單元結構從一側到另一側依次由矩形硅柱、聚酰亞胺介質層、中間二氧化釩層、聚酰亞胺介質層和橢圓硅柱復合而成。

作為上述第一方面的優選，所述器件通過改變工作溫度實現太赫茲波雙透射與雙反射調控功能。

作為上述第一方面的優選，所述器件的雙透射模式工作溫度為室溫，雙反射工作溫度為68℃。

作為上述第一方面的優選，所述單元結構中，兩層聚酰亞胺的尺寸和厚度相同，長寬高均為40μm～50μm。

作為上述第一方面的優選，所述單元結構中，矩形硅柱的長為30μm～40μm，寬為10μm～15μm，厚度為50μm～80μm。

作為上述第一方面的優選，所述單元結構中，橢圓硅柱的長軸為10μm～15μm，短軸為5μm～8μm，厚度為90μm～100μm。

作為上述第一方面的優選，所述單元結構中，中間二氧化釩層的尺寸與兩側的聚酰亞胺尺寸相同，厚度為5～10μm。

作為上述第一方面的優選，所述m≥1，n≥1。

作為上述第一方面的優選，所述L≥2。