【技术实现步骤摘要】
一种基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器及编码系统
本专利技术涉及太赫兹波编码器
,尤其涉及一种基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器及编码系统。
技术介绍
等离子器件,亦称为微纳结构器件,是一种新型的亚波长尺度的人工金属结构材料,它可以将电磁场束缚在金属表面,激发电子的集体振荡,形成表面等离子激元,并利用表面等离子激元与入射电磁场的相互作用对电磁波进行调控。等离子体器件可以通过简单的结构实现,典型结构为在介质衬底上周期排列的金属单元结构,其中每个金属单元结构有处于亚波长尺度范围内的孔结构或条状结构。各单元结构构成的阵列结构激发的表面等离子激元的频率与单元结构孔或条的尺寸及衬底介电常数有高度的依赖关系。等离子器件作为一种新型人工材料,提供了人为操控电磁波的新工具。太赫兹波是频率处于红外和微波之间的电磁波,具有安全性高、穿透性好和频带宽等特性,在医疗诊断、安全检测、无损探伤和宽带通信等众多领域具有重要的实用前景。与微波通信相比,太赫兹通信极大地拓宽频段的带宽,实现大容量、高速率的信息传输,并且波长更短,分辨率更高,在军事通信中具有独特的优势。发展太赫兹通信的相关器件具有十分重要的意义。据报道,目前用于调控太赫兹波段的编码器通常采用多层金属结构,或者采用单元结构复杂的超材料,单元结构中不同的金属结构对不同频段电磁波的相位进行调节,从而实现不同编码的太赫兹波反射角度不同。但现有的太赫兹编码器不仅设计复杂,加工过程繁琐,而且经过这些编码器后出射的太赫兹波的方向不唯一,导致在太赫兹时域光谱系统的实际探测中需要不断调节光路中的接收器位置才能接收到信号。因太赫兹波属 ...
【技术保护点】
1.一种基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,包括硅衬底(1)和在硅衬底(1)顶面的二维阵列(2),其特征在于:所述二维阵列(2)由周期排列的N×N个正方形单元结构组成,N为≥25的整数;所述每个单元结构包括一个金属结构,金属结构的中心与其所在的单元结构的中心重合,所述金属结构由一个“U”形金属结构(21)和一个位于“U”形金属结构(21)右侧的“l”形金属结构(22)构成,“U”形金属结构(21)竖直部分与“l”形金属结构(22)平行;同一个单元结构中“U”形金属结构(21)竖直部分与“l”形金属结构(22)的横向中分线重合;“U”形金属结构(21)竖直部分的边缘与“l”形金属结构(22)边缘的间距为4~100微米,相邻单元结构的“U”形金属结构(21)的竖直部分的边缘与“l”形金属结构(22)边缘的间距为4~100微米;“U”形和“l”形金属结构(21、22)的线宽相等,为4~8微米。
【技术特征摘要】
1.一种基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,包括硅衬底(1)和在硅衬底(1)顶面的二维阵列(2),其特征在于:所述二维阵列(2)由周期排列的N×N个正方形单元结构组成,N为≥25的整数;所述每个单元结构包括一个金属结构,金属结构的中心与其所在的单元结构的中心重合,所述金属结构由一个“U”形金属结构(21)和一个位于“U”形金属结构(21)右侧的“l”形金属结构(22)构成,“U”形金属结构(21)竖直部分与“l”形金属结构(22)平行;同一个单元结构中“U”形金属结构(21)竖直部分与“l”形金属结构(22)的横向中分线重合;“U”形金属结构(21)竖直部分的边缘与“l”形金属结构(22)边缘的间距为4~100微米,相邻单元结构的“U”形金属结构(21)的竖直部分的边缘与“l”形金属结构(22)边缘的间距为4~100微米;“U”形和“l”形金属结构(21、22)的线宽相等,为4~8微米。2.根据权利要求1所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述金属结构为金层、银层、铜层和铝层中的任一种,厚度为0.05~0.5微米。3.根据权利要求1所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述“U”形金属结构(21)竖直部分的高度为20~200微米,水平部分的长度为20~200微米,“l”形金属结构(22)高度为20~200微米。4.根据权利要求3所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述“U”形金属结构(21)竖直部分的高度等于或小于“l”形金属结构(22)的高度,二者的差为0~100微米。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述单元结构正方形的边长为32~300微米。6.根据权利要求1至4中任一项所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述硅衬底(1)厚度为100~1000微米。7.根据权利要求1至4中任一项所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述硅衬底(1)顶面的中心与所述二维阵列(2)的中心重合,所述硅衬底(1)顶面的面积大于所述二维阵列(2)的面积,所述二维阵列(2)的边缘与所述硅衬底(1)顶面相邻边的距离大于100微米。8.根据权利要求7所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述硅衬底(1)顶面二维阵列(2)外侧的某个角有标志(3),该标志(3)为与各金属结构相同的金属层。9.一种基于等离子器件的透射型太赫兹波编码系统,包括太赫兹源、太赫兹接收器以及位于太赫兹源和太赫兹接收器之间的太赫兹波编码器,所述太赫兹波编码器为权利要求1至4中任一项所述的基于等离子器件的透射型太赫兹波编码器,其特征在于:所述太赫兹波编码器(1+2)置于样品架(5)上,所述样品架(5)为可围绕Y轴或者Z轴旋转的可调节架;所述太赫兹源发出的太...
【专利技术属性】
技术研发人员:银珊,胡放荣,熊显名,张丽娟,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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