[发明专利]基于超材料的太赫兹带阻滤波器单元及太赫兹带阻滤波器

说明书

本发明涉及一种基于超材料的太赫兹带阻滤波器单元，包括第一谐振器、第一介质层及第二谐振器；所述第一谐振器、所述第一介质层及所述第二谐振器依次层叠设置；所述第一谐振器为卍或卐字形片状结构，所述第二谐振器为卍或卐字形片状结构；所述第一谐振器与所述第二谐振器的结构相同，所述第一谐振器与所述第二谐振器的尺寸呈放缩比例关系。所制备的太赫兹带阻滤波器单元对太赫兹频段范围内的电磁波的入射方向不敏感，从而实现了宽角度入射，同时也起到拓宽可衰减或可反射的太赫兹频段范围的作用。

技术领域

本发明涉及太赫兹技术领域，特别是涉及一种基于超材料的太赫兹带阻滤波器单元及太赫兹带阻滤波器。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1-10THz范围、波长在30um-3mm范围的电磁波，在电磁波谱中介于微波与红外线之间。太赫兹波具有脉冲信噪比高、分辨率高、光子能量低及对极性和非极性分子吸收特性不同等独特的电磁特性。基于这些电磁特性，太赫兹波在材料分子光谱分析、材料无损检测、生物组织活体检查、高精度保密雷达、卫星间宽带通信等方面的研究中展现了独特的优势。

超材料是由周期性排列的亚波长结构单元组成的人工电磁材料。与常规自然材料相比，超材料具有负的折射率和负的磁导率等特殊的电磁特性。通过对超材料结构单元形状尺寸及材料组分的控制，研究人员可以实现对电磁波的调谐与控制。

近年来，对于基于超材料结构的太赫兹功能器件的研究越来越多，使得对太赫兹波段的理解及应用越来越多。目前，传统的基于超材料的带阻滤波器可以通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平。但是，可实现太赫兹范围内的带阻滤波器的单元结构对电磁波的入射方向比较敏感，继而限制其在实际中的应用。

发明内容

基于此，有必要针对基于超材料的带阻滤波器的单元结构对电磁波的入射方向比较敏感的问题，提供一种基于超材料的太赫兹带阻滤波器单元及太赫兹带阻滤波器。

一种基于超材料的太赫兹带阻滤波器单元，包括第一谐振器、第一介质层及第二谐振器；所述第一谐振器、所述第一介质层及所述第二谐振器依次层叠设置；所述第一谐振器为卍或卐字形片状结构，所述第二谐振器为卍或卐字形片状结构；所述第一谐振器与所述第二谐振器的结构相同，所述第一谐振器与所述第二谐振器的尺寸呈放缩比例关系。

在其中一个实施例中，所述放缩比例范围为0.85至0.95。

在其中一个实施例中，所述第一介质层层叠于所述第一谐振器与所述第二谐振器之间，所述第一谐振器与所述第二谐振器对应的边均平行设置。

在其中一个实施例中，所述第一谐振器沿长度方向上的轴线在与所述第二谐振器上的投影、与所述第二谐振器沿长度方向上的轴线重叠。

在其中一个实施例中，所述太赫兹带阻滤波器还包括第二介质层和第三谐振器；所述第一谐振器、所述第一介质层、所述第二谐振器、所述第二介质层及所述第三谐振器依次层叠设置；所述第一谐振器沿长度方向上的轴线及所述第二谐振器沿长度方向上的轴线在与所述第三谐振器上的投影、与所述第三谐振器沿长度方向上的轴线重叠。

在其中一个实施例中，所述第二介质层层叠于所述第二谐振器与所述第三谐振器之间，所述第一谐振器、所述第二谐振器与所述第三谐振器对应的边均平行设置，且所述第一谐振器、所述第二谐振器及所述第三谐振器的中心在一条直线上。

在其中一个实施例中，所述第一谐振器、所述第二谐振器及所述第三谐振器的厚度均处于0.4微米至0.6微米之间。

在其中一个实施例中，所述第一谐振器的卍字形片状结构包括十字形主体结构和四个短一字形自由端；所述十字形主体结构包括两个相互交叉的长一字形结构，所述两个长一字形结构相互交叉后形成四个连接端，所述四个短一字形自由端以顺时针或逆时针的方向一一对应抵接于所述十字形主体结构的四个连接端上。