[发明专利]一种新型太赫兹波调制器

说明书

本发明公开了一种新型太赫兹波调制器，由底层衬底层，中间的调制层，及顶层具有周期性金属谐振单元阵列结构的滤波层组成。所述的衬底层为对太赫兹波透明的衬底材料，调制层为具有良好相变特性的薄膜，厚度为20‑160nm。滤波层是具有“CI”型结构的金属谐振单元阵列，厚度为50‑200nm。每一个周期单元由“I”矩形金属条和“C”形开口圆环构成，矩形金属条长70‑140μm，宽10‑20μm，矩形中心离圆心50‑75μm。开口圆环外径与矩形金属条长度相同，开口圆环的环宽与矩形金属条宽度相同，圆环上的开口宽1‑7μm，相邻金属谐振单元间距为130‑180μm。本调制器既可滤波又能以多种触发方式动态调制THz电磁波，且调制速度快，触发方式易操作，器件加工简便，结构容差率较高，便于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种太赫兹波调制器件，尤其是可应用多种手段调制太赫兹波的器件。

技术背景

太赫兹波频率位于0.1-10THz范围内，波长为30-3000μm的电磁辐射，拥有很多其他波段没有的优良性质，例如，对很多介电材料与非极性液体具有良好的穿透性，可对不透明物体进行透视成像；光子能量较低，不会引起对生命体有害的电离反应，适用于对生物活体组织进行无损检测；包含丰富的光谱信息，对于大量的分子，尤其是有机分子，其转动和振动的能级跃迁恰好在太赫兹波段表现出强烈的吸收与色散特性等。目前，针对此波段的调制器多以“光子晶体”、“超材料结构”“金属亚波长孔阵”等微结构设计而成，可对THz波的“振幅”“位相”“脉冲形式”“光谱”“时域或频域”等多种特性进行调控，使THz波应用在各领域，例如无线通讯，安全检测，军事探测，天文观测等。现有THz波调制器多以滤波器为主，即利用微结构对THz波实现不同频率、带宽、波型的带通或带阻滤波效果。但此种调制器虽然能够到达到对电磁波进行静态滤波，但无法对其进行动态调制，且加工工序较为复杂，结构不便于优化改动，良率较低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有太赫兹调制器功能单一，无法以简单的调控方法对太赫兹波进行动态调制的问题。

本发明技术方案如下：

一种新型太赫兹波调制器，其结构示意图如图1，包括衬底层，中间的调制层，及滤波层组成。所述的衬底层为对太赫兹波透明的衬底材料，调制层为具有良好相变特性的二氧化钒薄膜，滤波层是具有“CI”型结构的金属谐振单元阵列。

本发明的技术效果：

1、本发明所述的一种新型太赫兹波调制器，可以根据实际需要动态调制太赫兹波。

2、本发明所述的一种新型太赫兹波调制器，可以以温度、电场、光等多种触发方式实现对太赫兹波进行动态调制。

3、本发明所述的一种新型太赫兹波调制器，其动态调制速度非常迅速，最高可达纳秒量级。

4、本发明所述的一种新型太赫兹波调制器，具有结构简单、易于加工，便于规模化生产等优点。

附图说明

图1本发明太赫兹调制器结构示意图。

图2本发明滤波层金属谐振单元示意图。

图3实施例中室温和85℃下太赫兹波调制器滤波效果图。

具体实施方式：