一种超薄的太赫兹强吸收体制造技术

技术编号:18656820 阅读:94 留言:0更新日期:2018-08-11 13:57
本发明专利技术公开了一种超薄的太赫兹强吸收体。所述的太赫兹强吸收体由厚度为t1的金属薄膜层1和厚度为t2半导体介质层2叠加而成,其中所述的半导体介质层中有周期分布的圆柱空气孔结构,所述的圆柱空气孔的半径为r,周期为a。本发明专利技术提出的太赫兹强吸收体相比现有基于电磁超材料的太赫兹强吸收体,具有厚度薄,结构简单,吸收率高,易于集成等特点,为太赫兹强吸收体的设计提供了一种新思路和新方法。

An ultra thin terahertz absorber

The invention discloses an ultrathin terahertz strong absorber. The terahertz strong absorber is composed of a metal film layer with a thickness of T1 and a semiconductor dielectric layer with a thickness of t2. There is a cylindrical air hole structure with a periodic distribution in the semiconductor dielectric layer. The radius of the cylindrical air hole is R and the period is a. Compared with the existing terahertz strong absorber based on electromagnetic metamaterial, the terahertz strong absorber has the characteristics of thin thickness, simple structure, high absorption rate and easy integration, and provides a new idea and method for the design of terahertz strong absorber.

【技术实现步骤摘要】
一种超薄的太赫兹强吸收体
本专利技术涉及太赫兹
,尤其涉及一种超薄的太赫兹强吸收体。
技术介绍
太赫兹波是指频率在0.1THz~10THz之间的电磁波,在电磁波谱中处于微波与红外之间,具有透视性,安全性,高光谱信噪比等优越性能。太赫兹波已经被广泛研究和探索在诸多
中的应用,研究发现,太赫兹波在光谱分析,目标成像,医学诊断,射电天文学,安全检测,材料检测和无线通信技术等领域有潜在的应用价值。随着技术的进步,目前太赫兹辐射源和探测技术得到了快速发展,然而太赫兹功能器件的发展相对滞后,例如调制器、偏振器、耦合器,尤其是强吸收体。迄今为止,最常见的太赫兹吸收体为超材料吸收体,此吸收体采用类似于“三明治”结构,对工艺要求高,制备过程复杂,加工成本高。为此本专利技术基于金属半导体双层叠加结构,提出了一种超薄、结构简单、易于集成的太赫兹强吸收体。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是,针对现有基于电磁超材料构成的太赫兹强吸收体结构复杂、厚度偏厚、成本较高、集成难度大等技术不足,提出了一种超薄的太赫兹强吸收体。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:提出一种超薄的太赫兹强吸收体。所述的太赫兹强吸收体由厚度为t1的金属薄膜层1和厚度为t2半导体介质层2叠加而成,所述的半导体介质层中有周期分布的圆柱空气孔结构,所述的圆柱空气孔的半径为r,周期为a。本专利技术提出的太赫兹强吸收体相比现有基于电磁超材料的太赫兹强吸收体,具有超薄,结构简单,吸收率高,易于集成等特点。进一步地、所述金属薄膜层的材料为贵金属,包括但不限于金、银和铜。进一步地、所述金属薄膜层的厚度t1大于入射太赫兹波的趋肤深度。进一步地、所述半导体介质层的材料为半导体,包括但不限于硅、锗和砷化镓。进一步地、所述半导体介质层的厚度t2为3-5μm。进一步地、所述周期阵列的空气孔半径r为20-38μm,周期a为80μm。综上所述,一种超薄的太赫兹强吸收体的优点在于:1,本方案提出的吸收体厚度超薄,结构简单,容易集成;2,吸收频率可以通过改变圆柱空气孔的半径以及半导体介质层的厚度来实现调制;3,太赫兹吸收体的吸收系数接近1。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是太赫兹强吸收体的结构示意图;图2是太赫兹强吸收体的吸收频谱图;图3是太赫兹强吸收体中圆柱空气孔半径与吸收系数之间的关系图;图4是太赫兹强吸收体中半导体介质层厚度与吸收系数之间的关系图;图中标示:1、金属薄膜层;2、半导体介质层。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术:参照图1,本专利技术公开了一种超薄的太赫兹强吸收体。所述的太赫兹强吸收体由厚度为t1的金属薄膜层1和厚度为t2半导体介质层2叠加而成,其中所述的半导体介质层中有周期分布的圆柱空气孔结构,所述的圆柱空气孔的半径为r,周期为a。参照图2,给出了一种太赫兹强吸收体的吸收光谱。本实施方式为上述实施方式的一种具体体现,在本实施方式中,圆柱空气孔的周期a为80μm,空气孔呈正方晶格周期排列,空气孔的半径r为30μm,半导体介质层的材料为硅,其厚度t2为4.1μm,金属薄膜层的材料为金,其厚度t1为200μm。从图中可以看出,在频率4.24THz处的吸收系数高达99.99%,几乎为“完美吸收”。参照图3,给出了太赫兹强吸收体中圆柱空气孔半径与吸收系数之间的关系图。在本实施方式中,随着圆柱空气孔半径的增大,吸收体的吸收频率发生明显的蓝移,且吸收带宽发生展宽,但是吸收系数变化很小。这为设计特殊频率的太赫兹强吸收体提供了一种设计方法。参照图4,给出了太赫兹强吸收体中半导体介质层厚度与吸收系数之间的关系图。在本实施方式中,随着半导体介质层厚度的增加,吸收体的吸收频率发生明显的红移,但吸收系数和吸收带宽变化很小。这也为设计特殊频率的太赫兹强吸收体提供了一种设计方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄的太赫兹强吸收体,其特征在于所述太赫兹强吸收体由金属薄膜层1和半导体介质层2叠加而成,其中所述的半导体介质层中有周期分布的圆柱空气孔结构。

【技术特征摘要】
1.一种超薄的太赫兹强吸收体,其特征在于所述太赫兹强吸收体由金属薄膜层1和半导体介质层2叠加而成,其中所述的半导体介质层中有周期分布的圆柱空气孔结构。2.根据权利要求1所述的太赫兹强吸收体,其特征在于所述金属薄膜层的材料为贵金属。3.根据权利要求1所述的太赫兹强吸收体,其特征在于所述金属薄膜层的厚度t1大于...

【专利技术属性】
技术研发人员:白晋军葛梅兰张曙升孙晓东常胜江
申请(专利权)人:天津工业大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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