[发明专利]一种汞基温度可调谐电磁超材料及制造方法

说明书

本发明公开了一种汞基温度可调谐电磁超材料，包括双环形玻璃管，双环形玻璃管内封装有汞柱和两个汞球，汞球和汞柱封装在双环形玻璃管内，双环形玻璃管包括第一环形玻璃管和第二环形玻璃管，第一环形玻璃管和第二环形玻璃管的结构相同，第一环形玻璃管和第二环形玻璃管连通；两个汞球的位置关于双环形玻璃管的圆心对称布置，汞球的直径为0.8毫米到1.5毫米之间。汞柱为圆弧结构，汞柱的直径为0.05毫米到0.15毫米之间，汞柱的初始弧长为20毫米到22毫米之间。

技术领域

本发明属于人工电磁结构技术领域，具体涉及一种汞基温度可调谐电磁超材料及制造方法。

背景技术

电磁超材料是一种由亚波长尺寸金属单元人工合成的电磁结构，具有诸多自然界材料不具有的奇异电磁特性。随着对电磁超材料的不断深入研究，其工作频段不可调谐成为发展电磁超材料的主要技术瓶颈。多种技术被提出以解决电磁超材料工作频段不可调谐的问题，如在常规电磁超材料中加载二极管、液晶、铁氧体、石墨烯、微电机械结构(MEMS)、超导结构等。同时，实现电磁超材料工作频段的调谐还可通过非线性特性等方式实现。近年来，温度可调谐电磁超材料成为新的可调谐电磁超材料的研究方向，已引起了研究者的广泛关注。温度可调谐电磁超材料可通过加载温度敏感介电材料，当环境温度产生变化时，温敏介电材料的介电常数、磁导率，或者材料形状发生改变，使得制备在其上面的金属谐振结构电磁超材料单元的电磁相应产生变化。因此，至温度可调谐电磁超材料被提出之后，研究者就提出基于温度可调谐电磁超材料的高精度温度探测及传感应用。但是，已公开的温度可调谐电磁超材料均是基于温度敏感介电材料实现的，其温度调节范围小、温度变化灵敏度低，因此在应用上受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种可在宽频带范围内实现电磁超材料谐振频率的控制调节，温度调节范围大和温度变化灵敏度高的汞基温度可调谐电磁超材料及制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种汞基温度可调谐电磁超材料，其特征在于，包括双环形玻璃管，双环形玻璃管内封装有汞柱和两个汞球，汞球和汞柱封装在双环形玻璃管内，双环形玻璃管包括第一环形玻璃管和第二环形玻璃管，第一环形玻璃管和第二环形玻璃管的结构相同，第一环形玻璃管和第二环形玻璃管连通。

优选地，所述两个汞球的位置关于双环形玻璃管的圆心对称。

优选地，所述汞球的直径为0.8毫米到1.5毫米之间。

优选地，所述汞柱为圆弧结构，汞柱的直径为0.05毫米到0.15毫米之间，汞柱的初始弧长为20毫米到22毫米之间。

优选地，所述第一环形玻璃管为环状结构，第一环形玻璃管的外径为0.2毫米到0.3毫米之间，第一环形玻璃管的内径与汞柱的直径相同，第一环形玻璃管的半径为3毫米到5毫米之间。

优选地，所述第一环形玻璃管和第二环形玻璃管背靠背紧密连接，第一环形玻璃管和第二环形玻璃管为同轴结构。

本发明还公开了一种汞基温度可调谐电磁超材料制造方法，包括以下步骤：

S1、制备至少两个存储汞球的玻璃管；

S2、将步骤S1的玻璃管弯曲成环形结构；

S3、将步骤S2的到的两个玻璃管背靠背紧密粘贴；

S4、将步骤S3粘贴后的玻璃管作为超导材料单元结构，按周期排列。

本发明的有益效果是：本发明所提供的

1、本发明的电磁谐振与温度感知结构融为一体。

2、本发明结构简单，温度控制方便。

3、本发明温度调节范围大、温度变化灵敏度低等特点，在高精度温度探测及传感技术领域具有重要应用前景。