一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器.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CN111239865A(43)申请公布日2020.06.05(21)申请号202010050510.5(22)申请日2020.01.14(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人王玥崔子健岳莉莎张晓菊(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人杨洲(51)Int.Cl.G02B5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器(57)摘要本发明公开了一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，该吸收器由吸收器单元阵列组成，吸收器单元由顶层设计金属图样层和底部金属背板层两个金属层夹贴聚酰亚胺介质层的三层结构组成，三层结构紧密贴合；所述顶层设计金属图样层采用双开口环图样正交工字图样的结构；所述顶层设计金属图样层和底部金属背板层采用金、铬双层金属复合结构，增加了结构之间的粘附性。本发明利用吸收器单元结构周期和顶层设计金属图样层尺寸的匹配关系，在0.3THz到2THz范围内实现了基于表面等离子激元模式的吸收峰、且该吸收峰具有高吸收率和高品质因子特点。CN111239865ACN111239865A权利要求书1/1页1.一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，该吸收器由吸收器单元阵列组成，吸收器单元包括顶层设计金属图样层、聚酰亚胺介质层和底部金属背板层，其特征在于，顶层设计金属图样层采用双开口环图样正交工字图样的结构，分别用来提供基础的LC共振模式吸收和偶极子共振模式吸收，吸收器单元结构周期为顶层设计金属图样横向尺寸的2～3倍。2.根据权利要求1所述的一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述的顶层设计金属图样层和底部金属背板层采用金、铬双层金属复合结构。3.根据权利要求1所述的一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述顶层设计金属图样层中双开口环图样的横向尺寸为工字图样横向尺寸的0.85～1.5倍。4.根据权利要求1所述的一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述工字图样高度H为40μm～60μm，宽度W为40μm～60μm。5.根据权利要求1所述的一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述双开口环图样宽度w为40μm～60μm，高度h为所述工字图样高度的0.4～0.6倍。6.根据权利要求1所述的一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述双开口环图样的开口尺寸g为5μm～w/2μm。7.根据权利要求1所述一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述聚酰亚胺介质层厚度为6～12μm，介电常数为2.8～3.5。8.根据权利要求1所述一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述顶层设计金属图样层厚度为150～200nm。2CN111239865A说明书1/3页一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器技术领域[0001]本发明涉及超材料吸收器领域，具体涉及一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器。背景技术[0002]随着一系列新材料、新技术的发展，特别是人工电磁超材料以及超快技术的发展，太赫兹相关技术得以迅速发展。太赫兹波是指频率范围在0.1THz到10THz之间的电磁波，具有光子携带能量低、高信噪比、非金属非极性材料“透明”等特点，且许多生物大分子的振动和转动能级，许多先进材料的声子振动能级多处在THz频域范围内，在生物化学领域、国防安全领域、第六代通讯设备领域具有广阔的应用前景。相较于自然材料，人工电磁超材料的电磁性质依赖于人为的设计，可实现对太赫兹波的精准调控。基于超材料结构的太赫兹吸收器，也成为了太赫兹领域的研究热点之一。近年来，对太赫兹超材料吸收器的研究不断深入，传统的只能实现完美吸收特性的太赫兹超材料吸收器不能满足实际应用中的各项要求，太赫兹超材料吸收器的设计逐步转向指定功能的特殊性能器件，设计一种具有高品质因子的吸收响应的太赫兹超材料吸收器将在传感、检测领域具有重要的应用价值。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，具有表面等离子激元耦合偶极子模式激发的高品质因子吸收峰。[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案：[0005]一种基于表面等离子激元的多频太赫兹超材料吸收器，该吸收器由吸收器单元阵列组成，吸收器单元包括顶层设计金属图样层、聚酰亚胺介质层和底部金属背板层，顶层设计金属图样层采用双开口环图样正交工字图样的结构，分别用来提供基础的LC共振模式吸收和偶极子共振模式吸收，吸收器单元结构周期为顶层设