[发明专利]一种频率可调太赫兹多带吸收器

说明书

本发明公开了一种频率可调太赫兹多带吸收器，包括固定在可旋转平台上的吸收器本体，吸收器本体的吸收表面上排布有若干个吸收单元，每个吸收单元均包括自上而下紧密贴合的金属图样层、损耗介质层和底部全反射层三层结构，金属图样层包括四对以吸收单元表面中心对称的H形金属图样对称结构，每对H形金属图样对称结构均包含两个H形金属结构，四对H形金属图样对称结构以顺时针方向依次均匀排列，本发明解决了现有技术中存在的太赫兹超材料吸收器只能表现出对特定频率电磁波产生响应导致实际应用能力受限的问题。

技术领域

本发明属于太赫兹超材料技术领域，具体涉及一种频率可调太赫兹多带吸收器。

背景技术

太赫兹波是指频率介于0.1THz～10THz之间的电磁波，该频段在电磁波谱中介于远红外与微波之间，即处于电子学到光子学的过渡阶段。在自然界中，相对缺乏对该波段产生良好电磁响应的材料，使得太赫兹频段的光调控、传感、吸收等器件的设计与实现受到了阻碍，从而进一步限制了太赫兹波技术的发展。此外，由于太赫兹射线自身存在着诸多优点：光子携带能量低，不易破坏待检测物质；穿透性强，多数非极性物质对太赫兹波段呈现“透明”，可以很好的应用于安全监测领域；对生物的伤害极低，可以很好的应用于医学成像、生物监测等领域。由于其具有极高的应用的价值，如何对太赫兹波进行控制，即探索可以在太赫兹波段具有良好响应的材料就成为了研究的重点方向。

超材料这种人工周期性结构为实现电磁波调控提供了一种全新的方法，与传统材料不同，超材料具有负介电常数、负磁导率、负折射率等常规材料不具备的神奇特性。通过人为设计，超材料可以实现特定频率响应的特性，在太赫兹领域展示出了前所未有的前景，得到了人们的广泛关注。电磁超材料的出现打开了探索太赫兹波段的大门，特别是通过对单元结构的严格设计、以及合适的周期控制，超材料可以呈现对特定频率、频段的电磁波吸收。目前大多数应用在太赫兹波段的器件仍具有体积大、厚、不利于集成等特点，小型化器件的缺少阻碍了实际的应用。随着对太赫兹超材料吸收器的不断研究，依托于不同结构，不同特性的吸收器纷纷提出。然而一般的超材料在设计加工后只能表现出对特定频率电磁波产生响应，这无疑限制了超材料的实际应用能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种频率可调太赫兹多带吸收器，解决了现有技术中存在的太赫兹超材料吸收器只能表现出对特定频率电磁波产生响应导致实际应用能力受限的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种频率可调太赫兹多带吸收器，其特征在于，包括固定在可旋转平台上的吸收器本体，吸收器本体的吸收表面上排布有若干个吸收单元，每个吸收单元均包括自上而下紧密贴合的金属图样层、损耗介质层和底部全反射层三层结构。

本发明的特点还在于，

金属图样层包括四对以吸收单元表面中心对称的H形金属图样对称结构，每对H形金属图样对称结构均包含两个H形金属结构，四对H形金属图样对称结构以顺时针方向依次均匀排列，依次分别为H形金属结构A、H形金属结构B、H形金属结构C、H形金属结构D，其中，H形金属结构A位于12点和6点位置，H形金属结构D位于4:30和10:30位置。

H形金属结构A、H形金属结构B、H形金属结构C、H形金属结构D具有不同的几何参数，其中，H形金属结构A垂直于轴向的短边长度为20μm，H形金属结构B垂直于轴向的短边长度为12μm，H形金属结构C垂直于轴向的短边长度为16μm，H形金属结构D垂直于轴向的短边长度为8μm。

H形金属结构A、H形金属结构B、H形金属结构C、H形金属结构D距离单元中心距离相同，距离D＝50μm。

H形金属结构A、H形金属结构B、H形金属结构C、H形金属结构D相邻之间的距离小于各自本身的线宽。

可旋转平台以45°为间隔旋转。

损耗介质层采用介电常数为3.5、损耗角正切为0.0027、厚度为8μm的聚酰亚胺制成。