[发明专利]一种太赫兹偏振调控器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种太赫兹偏振调控器件，所述太赫兹偏振调控器件包括介电超结构和衬底；所述介电超结构为全介质材料的介电超结构，所述介电超结构包括周期性分布的柱状介电单元；所述柱状介电单元的长轴长度与待调整太赫兹波长的比值处于第一预设区间中；短轴长度与待调整太赫兹波长的比值处于第二预设区间中；高度与待调整太赫兹波长的比值处于第三预设区间中；相邻所述柱状介电单元在长轴方向上的间距与待调整太赫兹波长的比值处于第四预设区间中；相邻所述柱状介电单元在短轴方向上的间距与待调整太赫兹波长的比值处于第五预设区间中。提高器件工作效率，增大相位调制范围。本发明还提供了一种具有上述优点的太赫兹偏振调控器件的制作方法。

技术领域

本发明涉及太赫兹领域，特别是涉及一种太赫兹偏振调控器件及其制作方法。

背景技术

太赫兹辐射是0.1～10THz的电磁辐射，从频率上看，在无线电波和光波，毫米波和红外线之间；从能量上看，在电子和光子之间，在电磁频谱上，太赫兹波段两侧的红外和微波技术已经非常成熟，但是太赫兹技术基本上还是一个空白，其原因是在此频段上，既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波的理论来研究。太赫兹系统在半导体材料、高温超导材料的性质研究、断层成像技术、无标记的基因检查、细胞水平的成像、化学和生物的检查，以及宽带通信、微波定向等许多领域有广泛的应用。研究该频段的辐射源不仅将推动理论研究工作的重大发展，而且对固态电子学和电路技术也将提出重大挑战。

而在太赫兹应用中，最重要的部件就是太赫兹偏振调控器件，在太赫兹生物成像、太赫兹通信系统以及太赫兹光学系统中都需要偏振器件对太赫兹偏振进行有效调控。但现有的的太赫兹偏振调控器件主要基于太赫兹双折射晶体和全内反射效应，通常为天然的各向异性材料制成的偏振调控器件，这些器件通常尺寸大、相位调制范围有限、损耗大，同时现有技术中太赫兹偏振调控器件的材料选择十分有限，且同种材料只能用作半波片或四分之一波片中的一种，性能单一。

发明内容

本发明的目的是提供一种太赫兹偏振调控器件及其制作方法，以解决现有技术中太赫兹偏振调控器件尺寸过大、相位调制范围有限、透射损耗大及性能单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种太赫兹偏振调控器件，所述太赫兹偏振调控器件包括介电超结构和衬底；

所述介电超结构为全介质材料的介电超结构，所述介电超结构包括周期性分布的介电单元，所述介电单元为柱状介电单元；

所述柱状介电单元的长轴长度与待调整太赫兹波长的比值处于第一预设区间中；所述柱状介电单元的短轴长度与待调整太赫兹波长的比值处于第二预设区间中；柱状介电单元的高度与待调整太赫兹波长的比值处于第三预设区间中；

相邻所述柱状介电单元在长轴方向上的间距与待调整太赫兹波长的比值处于第四预设区间中；相邻所述柱状介电单元在短轴方向上的间距与待调整太赫兹波长的比值处于第五预设区间中。

可选地，在所述太赫兹偏振调控器件中，当所述太赫兹偏振调控器件用作半波片时，所述第一预设区间的范围为0.315至0.321；所述第二预设区间的范围为0.105至0.107；所述第三预设区间的范围为0.570至0.582；

所述第四预设区间的范围为0.135至0.138；所述第五预设区间的范围为0.345至0.352。

可选地，在所述太赫兹偏振调控器件中，当所述太赫兹偏振调控器件用作四分之一波片时，所述第一预设区间的范围为0.274至0.279；所述第二预设区间的范围为0.091至0.093；所述第三预设区间的范围为0.495至0.505；

所述第四预设区间的范围为0.117至0.120；所述第五预设区间的范围为0.300至0.307。

可选地，在所述太赫兹偏振调控器件中，所述柱状介电单元为立方体介电单元或椭圆立柱介电单元。