一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器.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CN109193175A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811054653.2(22)申请日2018.09.11(71)申请人南京邮电大学地址210003江苏省南京市鼓楼区新模范马路66号(72)发明人章海锋杨靖张浩(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司32102代理人牛莉莉(51)Int.Cl.H01Q17/00(2006.01)G02B5/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器(57)摘要本发明提出了一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，包括底层金属反射板及其上方的介质基板，所述介质基板上贴覆有周期性结构单元，所述周期性结构单元由光控半导体硅贴片及金属贴片构成，包括位于介质基板中央的双臂螺旋结构及沿介质基板四周均匀对称分布的双Y形条状结构。该吸波器在TE波和TM波下均有很好的吸收效果，不同的电导率代表不同水平的光激发，所以当调节表面光控半导体硅的电导率可以对其吸收效果进行有效的调节，进而使其吸收率在90％以上的吸收频域几乎覆盖整个THz波段。本发明还具有结构简单，功能性强，吸收带宽极宽等特点。CN109193175ACN109193175A权利要求书1/1页1.一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：包括底层金属反射板及其上方的介质基板，所述介质基板上贴覆有周期性结构单元，所述周期性结构单元由光控半导体硅贴片及金属贴片构成，包括位于介质基板中央的双臂螺旋结构及沿介质基板四周均匀对称分布的双Y形条状结构。2.根据权利要求1所述的一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述双臂螺旋结构具有两层，第一层置于所述介质基板表面，为逆时针旋转的表面双臂螺旋结构，其材料采用光控半导体硅贴片；第二层置于所述介质基板中，为顺时针旋转的里层双臂螺旋结构，其材料采用金属金。3.根据权利要求2所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述表面双臂螺旋结构的里外宽度为e1＝1μm，旋转的半径为r1＝2μm，旋转圈数是5圈，外圈和内圈半径比例系数是p＝7；里层双臂螺旋结构里外宽度为e＝1μm,旋转的半径为r＝2μm,旋转圈数是5圈，外圈和内圈半径比例系数是p1＝4。4.根据权利要求3所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述里层双臂螺旋结构与底层金属反射板的距离是h5＝5μm。5.根据权利要求1所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述双Y形条状结构的数量为四个，且结构及其尺寸均相同，分别由两个Y形金属贴片及其中间的光控半导体硅贴片构成。6.根据权利要求5所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述双Y形条状结构中间的光控半导体硅贴片长度为l1＝1.445μm，宽度为b＝0.765μm；所述Y形金属贴片的宽度由中间向外依次增大，呈阶梯形结构，所述阶梯形结构的长度由中间向外依次为a＝2.55μm,a1＝1.7μm,a2＝1.7μm,a3＝3.7μm，且中间阶梯形结构的宽度为b＝0.765μm。7.根据权利要求6所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述Y形金属贴片的宽度从中间向外依次为前一个宽度的1.5倍。8.根据权利要求6所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述Y形结构的末端呈V形，其外角tanθ＝8/3，相邻两个阶梯形结构之间的夹角表示为tanθ1＝-3/4。9.根据权利要求1所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述吸波器通过调节介质基板表面光控半导体硅的电导率以代表不同水平的光激发，从而实现调节该吸波器的吸收带宽。10.根据权利要求1所述的基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述底层反射板是金属金，所述介质基板是一种介电常数为1.28，损耗角正切为0.81的材料，光控半导体硅贴片的介电常数为11.9，电导率为1，金属金的电导率为45610000S/m。2CN109193175A说明书1/5页一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器技术领域[0001]本发明涉及一种超宽带太赫兹吸波器，具体的说是一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸波器，属于无线电通信、太赫兹器件领域。背景技术[0002]太赫兹泛指频率在0.1～100太赫兹波段内的电磁波，随着太赫兹技术的发展，一些微波器件的功能就得到了一定程度上的更新。一般的微波雷达在探测雷达截面很小的隐身兵器时往往效果不明显，所以，很长一段时间里，人们都对雷达隐身技术的研究没有设么进展。但是，处于电磁频谱过渡区域的太赫兹，由于其波长很短，且包含了丰富的频率，有很宽的带