一种太赫兹频段宽带超材料吸波器.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CN110137690A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910394187.0(22)申请日2019.05.13(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人李家林苏鸿恩夏雷(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人邹裕蓉(51)Int.Cl.H01Q17/00(2006.01)H01Q15/00(2006.01)G02B5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种太赫兹频段宽带超材料吸波器(57)摘要本发明公开了一种太赫兹频段宽带超材料吸波器，属于电磁波和新型人工电磁材料技术领域。本发明自下至上包括金属衬底、介质层和金属谐振层，金属谐振层上有四对平行沟道，通过引入电容性耦合沟道，形成容性耦合原理，产生在频谱上邻近的多个吸收峰，从而有效提升工作带宽。本发明所述太赫兹宽带超材料吸波器在0.54～1.365THz范围内，对入射电磁波能量的吸收率均高于90％，相对带宽为86.6％。同时，本发明所述吸波器具有极化角度不敏感和宽角度吸收的特性。本发明可用于太赫兹频段以及其他频段宽带超材料吸波器及其系统中。CN110137690ACN110137690A权利要求书1/1页1.一种太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，包括金属衬底(1)、介质层(2)和金属谐振层(3)；金属衬底(1)位于介质层(2)的下表面，金属谐振层(3)位于介质层(2)的上表面；金属谐振层(3)包括工字交叉型结构(301)和四个方形贴片(302、303、304、305)；工字交叉型结构(301)包括两个工字型结构，两个工字型结构位于同一平面且在中心位置垂直交叉放置，工字型结构的边缘抵达介质层(2)的边缘；四个方形贴片(302、303、304、305)以工字交叉型结构(301)的中心位置为中心沿顺时针方向呈中心对称排布；四个方形贴片(302、303、304、305)和工字形交叉结构(301)之间留有缝隙形成四对平行沟道。2.根据权利要求1所述的太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，金属衬底(1)的材料为氮化钽，电导率为7400S/m，厚度t为6～12μm。3.根据权利要求1所述的太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，介质层(2)的材料为硬质泡沫，介电常数为1.05。4.根据权利要求1所述的太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，介质层(2)为多层结构，在介质层的上表面、下表面或者中间位置增加有支撑层。5.根据权利要求1所述的太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，金属谐振层(3)的材料为氮化钽，电导率为7400S/m。6.根据权利要求1所述的太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，通过将权利要求1所述吸波器进行等比例缩放，能够改变其吸波频段。7.一种太赫兹频段宽带超材料吸波器，其特征在于，以权利要求1所述太赫兹频段宽带超材料吸波器为单元，呈M*N二维周期排布，其中M和N都是正整数。2CN110137690A说明书1/5页一种太赫兹频段宽带超材料吸波器技术领域[0001]本发明属于电磁波和新型人工电磁材料技术领域，具体涉及一种极化不敏感的太赫兹频段宽带超材料吸波器。背景技术[0002]随着现代科学技术的高速发展，将电磁波作为信息的载体已被广泛用于卫星通信、地面移动通信、雷达探测、无线电广播等各种场景。对电磁波辐射带来的不利甚至有害影响也日益受到关注，通过对不需要的电磁波进行屏蔽、吸收的方式来治理电磁污染变得尤为重要。[0003]超材料是指一种由亚波长微结构单元按照一定规律组合后构成的人工材料。由于微结构单元具有亚波长特性，其结构尺寸远小于工作波长，因此相对于工作波长而言是一种性能均匀的材料。超材料通常具有典型的三层结构(表面金属谐振层，中间介质层，背部金属层)，在此基础上具有很高的可拓展性。超材料的特点在于通过有目的地设置单元器件的谐振结构及其结构参数和分布，可以在特定频率处获得可调控乃至天然材料所不具备的电磁特性，例如，负等效介电常数、负等效磁导率等。[0004]吸波材料是指能吸收或者大幅度减弱入射到它表面的电磁波能量的一类材料。吸波技术主要利用吸波材料各种不同损耗机制将入射电磁波的能量转化为热能或者是其他能量从而达到吸收电磁波的目的。超材料以其奇异的电磁特性，被广泛用作吸波材料。由于超材料吸波器主要依靠表面谐振单元的强谐振特性，一般为窄带结构。因此为拓展超材料吸波器的应用范围，宽带超材料吸波器具有重要意义。[0005]文献“SwitchableBroadbandTerahertzAbsorber/ReflectorEnabledbyHybridGraphene-go