[发明专利]一种太赫兹吸收器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种太赫兹吸收器及其控制方法。所述太赫兹吸收器由下往上依次包括金属板底层、电介质层和微结构层；所述微结构层包括至少两种不同尺寸的环形结构，所述环形结构由金属带和光敏材料带首尾相接所构成。所述控制方法为采用激光对器件表面进行区域选择性的照射，通过简单的光控，既可以实现对器件吸收的开关控制，又可以实现不同频段的切换吸收以及同时多频段吸收。

技术领域

本发明涉及太赫兹技术领域，尤其涉及一种太赫兹吸收器及其控制方法。

背景技术

太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10THz(1THz＝10¹²Hz，波长为3000μm～30μm)范围内的电磁波。它在电磁波谱中处于一个很特殊的位置：长波方向与毫米波(亚毫米波)相重叠，其主要涉及电子学范畴；短波方向与红外线相重叠，其主要涉及光子学范畴。但受技术上的限制，对太赫兹波的相关研究却大大落后于毫米波和红外线，这使得它成为目前电磁波谱中有待全面研究的最后一个频率窗口，被称为“THz空隙”(THz Gap)。

太赫兹波与X射线相比有很大的优势，将成为研究各种物质，特别是生命物质强有力的工具。THz波长比微波小1000倍以上，所以其空间分辨率很高，可用于如信息科学方面高的空间和时间分辨率成像、信号处理、大容量数据传输、宽带通信。此外在材料评价、分层成像、生物成像、等离子体聚变诊断、天文学及环境科学，甚至是毒品检测、武器搜查和军事情报收集等方面也都有着广阔的应用前景。

在太赫兹技术应用过程中来说，能够对其进行控制和调节是极为关键的一步，对于一个即定尺寸的电磁超材料而言，要改变其工作频率是不容易的，也是极为不方便的，而用光敏材料来实现太赫兹功能器件有着显著的优势，能够利用热、磁、光、电等手段方便的进行主动控制。现有技术中，有的可以通过结构性质实现多频段吸收，但却无法改变所吸收的频段；有的可以通过材料属性来调谐可吸收的频段，但无法通过简单的控制来关闭吸收或者同时多频段吸收。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种太赫兹吸收器，其通过简单的光控，既可以进行不同频段的切换吸收，又可以关闭吸收或者同时多频段吸收。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种太赫兹吸收器，由下往上依次包括金属板底层、电介质层和微结构层；所述微结构层包括至少两种不同尺寸的环形结构，所述环形结构由金属带和光敏材料带首尾相接所构成。

相对于现有技术，本发明器件的表面采用金属带和光敏材料带围成不同尺寸的环形结构，每种环形结构可吸收特定频段的太赫兹波，采用激光对器件表面进行区域选择性的照射，可以实现对器件的开关控制及频率响应特性的调节。

进一步地，所述环形结构中，金属带的长度大于光敏材料带的长度。

进一步地，所述金属带与光敏材料带的长度比为(10～30):1。

进一步地，所述金属带的材料为Cu、Al、Au、Ag中的一种。

进一步地，所述光敏材料带的材料为Si、CdS、ZnS、CdSe、InSb、GeZn、GeCu、GeAg中的一种。

进一步地，所述金属带的宽度为1.8～2.1μm，厚度为0.2～0.5μm。

进一步地，所述光敏材料带的长度为1.8～2.1μm，宽度为1.8～2.1μm，厚度为0.2～0.5μm。

进一步地，所述电介质层的厚度为7.8～8.1μm。

进一步地，所述金属板底层的厚度为0.2～0.5μm。