可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112886274A(43)申请公布日2021.06.01(21)申请号202110036868.7(22)申请日2021.01.12(71)申请人之江实验室地址310023浙江省杭州市余杭区文一西路1818号人工智能小镇10号楼申请人中国计量大学(72)发明人李九生陈翊(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人傅朝栋张法高(51)Int.Cl.H01Q17/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图7页(54)发明名称可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器(57)摘要本发明公开了一种可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器。它包括太赫兹波输入端、激光输入端、N×N个正方形单元结构，N为自然数，N×N个正方形单元结构周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上；单元结构包括顶层光导硅结构层和衬底金属板；其中，顶层光导硅结构层位于衬底金属板上方，其横截面由圆环与12片涡旋片组成，每片涡旋片由4条圆弧相交而成，12片涡旋片等间距环绕于圆环的圆周上且旋向均朝向同一方向。本发明的可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器具有制作方便、方便调节、吸收带宽大等特点，满足太赫兹波系统的应用要求。CN112886274ACN112886274A权利要求书1/1页1.一种可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，它包括N×N个正方形周期单元结构(1)，N为自然数；N×N个单元结构(1)周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上；每个单元结构(1)包括顶层光导硅结构层(3)和衬底金属板(4)，顶层光导硅结构层(3)安装于衬底金属板(4)上，所述的衬底金属板(4)板面为正方形，N×N个单元结构(1)的衬底金属板(4)连续拼接；所述的顶层光导硅结构层(3)为柱体，其横截面由圆环(7)与12片涡旋片(6)组成，每片涡旋片(6)由4条圆弧相交而成，12片涡旋片(6)等间距环绕于圆环(7)的圆周上且旋向均朝向同一方向；顶层光导硅结构层(3)的顶面作为太赫兹波输入端(2)和激光输入端(5)，当太赫兹波从太赫兹波输入端(1)输入时，通过外加激光改变顶层光导硅结构层(3)的光导硅电导率，达到吸收器吸收率可变的功能。2.如权利要求1所述的可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，所述顶层光导硅结构层(3)的材料为光导硅，厚度为40μm～60μm；12个涡旋片(6)以相同的圆心角间距分布在圆环(7)的周向，且与圆环(7)连接为一体。3.如权利要求1所述的可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，在每一个单元结构(1)的俯视图中，所述顶层光导硅结构层(3)的轴心与衬底金属板(4)的中心重合。4.如权利要求3所述的可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，在每一个单元结构(1)的俯视图中，所述圆环(7)的外半径为2.2μm～2.6μm，内半径为1μm～2μm，组成12片涡旋片(6)中的一片涡旋片(6)的4条圆弧中，第一条圆弧和第二条圆弧所在圆的圆心均与所述圆环(7)的圆心重合，第一条圆弧所在圆的半径与圆环(7)的外半径相同，第二条圆弧所在圆的半径为3μm～6μm，第三条圆弧所在圆的圆心距离衬底金属板(4)下侧边界线和左侧边界线距离分别为8μm～9μm和9μm～10μm，第三条圆弧所在圆的半径为6μm～7μm，第四条圆弧所在圆的圆心距离衬底金属板(4)下侧边界线和左侧边界线距离分别为7μm～8μm和9μm～10μm，第四条圆弧所在圆的半径为4μm～5μm，而其余11片涡旋片(6)由这一片涡旋片(6)沿所述圆环(7)周向等间距阵列布置而成。5.如权利要求1所述的可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，所述衬底金属板(4)的材质为银，边长为10μm～14μm，厚度为1μm～2μm。6.如权利要求1所述可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，当太赫兹波从太赫兹波输入端(1)输入时，在顶层光导硅结构层(3)有外加激光条件下，光导硅电导率σ＝10000S/m，吸收器具有2.89THz～10THz范围内吸收率超过87％的7.11THz带宽。7.如权利要求1所述可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，当太赫兹波输入端(1)的太赫兹波入射角度在0°～60°内改变时，超宽带太赫兹吸收器均能保持75％以上的吸收率。8.如权利要求1所述可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器，其特征在于，通过改变顶层光导硅结构层(3)的外加激光条件，使光导硅载流子浓度改变导致其电导率迅速发生变化，该吸收器具有1％～95％的吸收率可变性。2CN112886274A说明书1/4页可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器技术领域[0001]本发明涉及太赫兹波吸收器，尤其涉及一种可变吸收率的超宽带太赫兹吸收器。背景技术[0002]太赫兹波是指频率从