[实用新型]一种太赫兹超材料传感器

说明书

本实用新型公开了一种太赫兹超材料传感器，包括衬底和加工在衬底表面的人工微结构阵列，所述人工微结构包括呈平行关系的第一金属线与第二金属线，以及位于第一金属线与第二金属线之间，且与第一金属线和第二金属线垂直的第三金属线。第一、二金属线与第三金属线产生耦合形成相消干涉从而对入射波呈现透明，使得传感器具有良好的透射性能以及品质因数(Q值)，同时具有良好的折射率灵敏度和传感性能，满足折射率传感应用要求。

技术领域

本实用新型涉及折射率传感器，特别是一种太赫兹超材料传感器。

背景技术

太赫兹波是指频率范围在0.1～10THz的电磁波，在电磁波谱中位于微波和红外之间，处于电子学到光子学的过渡区域。太赫兹辐射的光子能量很低，不会对被测物质产生损伤，可进行无损探测，同时太赫兹也被广泛应用于成像、传感和指纹分辨等领域。有效的太赫兹源和探测器的缺乏导致了太赫兹技术的研究相对于其他波段要落后的多，限制了太赫兹技术的进一步发展。

超材料是一类具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构，通常由多种具有亚波长尺寸的人工单元结构组合而成，通过人为调整单元结构和尺寸可以调节超材料的介电常数和磁导率。与普通材料相比，超材料具有一系列完全相反的电磁特性，如负折射率、负磁导率、负介电常数、后向波特性、逆多普勒效应等。超材料为材料设计领域提供了一种全新的思路，可使研究人员在某种程度上控制和操纵光波、电磁波和声波的传输。超材料设计思想的重大创新，可以实现全新的物理现象，产生具有重大军用和民用价值的新技术、新材料，促进和引领新型产业发展。

实用新型内容

基于现有太赫兹传感结构的不足，本实用新型提供一种结构简单、折射率灵敏度高、具有良好透射性能和传感性能的太赫兹超材料传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：

作为一种太赫兹超材料传感器，本实用新型的一个实施例包括衬底和加工在衬底表面的人工微结构阵列，所述人工微结构包括呈平行关系的第一金属线与第二金属线，以及位于第一金属线与第二金属线之间，且与第一金属线和第二金属线垂直的第三金属线。

优选地，所述第一金属线和所述第二金属线的长度小于入射电磁波波长的三分之一。

优选地，所述第一金属线和所述第二金属线的长度为λ为入射电磁波波长。

优选地，所述第一金属线和所述第二金属线的尺寸相同。

优选地，所述第一金属线和所述第二金属线的两端分别对齐。

优选地，所述第三金属线两端与第一金属线和第二金属线间均存在间距。

优选地，所述第三金属线两端与临近的第一金属线或第二金属线间的距离为w为第一金属线或第二金属线的宽度。

优选地，所述第三金属线两端与临近的第一金属线或第二金属线间的距离相等。

本实用新型可实现的积极有益技术效果包括：超材料谐振单元为非对称结构，三条金属线的相对位置和尺寸大小不同时，人工微结构的拓扑形状得以改变，第一、二金属线与第三金属线产生耦合形成相消干涉从而对入射波呈现透明，使得传感器具有良好的透射性能以及品质因数(Q值)，同时具有良好的折射率灵敏度和传感性能，满足折射率传感应用要求；太赫兹超材料传感器结构简单，生产成本低，有利于太赫兹技术的进一步发展。

本实用新型的其他方面和优点根据下面结合附图的详细的描述而变得明显，所述附图通过示例说明本实用新型的原理。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的太赫兹超材料传感器结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的人工微结构结构示意俯视图；