[发明专利]太赫兹调控器件及制备方法、矢量光束生成器及设计方法

权利要求书

1.一种太赫兹调控器件，其特征在于，所述太赫兹调控器件包括三层超构表面及两层介质层；所述三层超构表面包括相对设置的的第一超构层和第二超构层，及设置在所述第一超构层与第二超构层之间的天线层；所述第一超构层与天线层之间和天线层与第二超构层之间分别设置一介质层；第一超构层与第二超构层是相互垂直的光栅；所述天线层设置有开口天线。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹调控器件，其特征在于，所述天线层包括C形、V形、L形或棒状的开口天线。

3.根据权利要求1所述的一种太赫兹调控器件，其特征在于，所述介质层的材料为太赫兹可穿透的介质材料。

4.根据权利要求1所述的一种太赫兹调控器件，其特征在于，所述第一超构层的光栅与x轴的夹角为θ，所述第二超构层的光栅与x轴的夹角为θ-90°，所述天线层的对称轴与x轴的夹角为θ-45°；

所述x轴所在坐标系为以所述三层超构表面的中心为原点，以经过所述原点且平行于所述三层超构表面的横向边的线为x轴建立的直角坐标系。

5.一种太赫兹矢量光束生成器，其特征在于，

所述太赫兹矢量光束生成器包括若干周期性排列的太赫兹调控器件；

每一个所述太赫兹调控器件包括三层超构表面及两层介质层；所述三层超构表面包括相对设置的的第一超构层和第二超构层，及设置在所述第一超构层与第二超构层之间的天线层；所述第一超构层与天线层之间和天线层与第二超构层之间分别设置有介质层；第一超构层与第二超构层是相互垂直的光栅；

若干所述太赫兹调控器件中包含至少一种天线层。

6.根据权利要求5所述的一种太赫兹矢量光束生成器，其特征在于，所述天线层包括C形、V形、L形或棒状的开口天线。

7.一种太赫兹矢量光束生成器的设计方法，其特征在于，具体包括：

按照权利要求5所述的太赫兹矢量光束生成器构建太赫兹矢量光束生成器模型；

设定所述太赫兹矢量光束生成器模型的工作中心频率及入射光的频率范围；

通过监视器获得透过所述太赫兹矢量光束生成器件模型的光场信息并进行数据分析，获取所述太赫兹矢量光束生成器件模型的几何参数；

改变天线层的天线的开口角度，获取出射偏振光的振幅和相位随开口角度的变化曲线；

根据所述出射偏振光的振幅和相位随开口角度的变化曲线，对出射偏振光的相位进行n阶量化，得到n种相位的出射偏振光；根据n种相位的出射偏振光，进行数据分析，获取n种相位的出射偏振光对应的天线层的开口天线的几何参数；

按照获得的所述太赫兹矢量光束生成器模型的几何参数及所述天线层的开口天线的几何参数，确定目标太赫兹矢量光束生成器。

8.根据权利要求6所述的一种太赫兹矢量光束生成器的设计方法，其特征在于，所述太赫兹矢量光束生成器模型的工作中心频率为0.38THz，所述入射光的频率范围为0.1-0.7THz。

9.一种太赫兹调控器件的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

以高阻硅为基底，将光栅材料通过紫外光刻、蒸镀和剥离过程制备在所述基底上的第一超构层；

在所述第一超构层上重复旋涂第一介质层；

在所述第一介质层上，以第一超构层为基准进行对准、套刻，将天线材料通过紫外光刻、蒸镀和剥离过程制备在第一介质层上的天线层；

在所述天线层上重复旋涂第二介质层；

在所述第二介质层上，以天线层为基准进行对准、套刻，将光栅材料通过紫外光刻、蒸镀和剥离过程制备在第二介质层上的第二超构层。