宽频带反射型太赫兹波分束器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽频带反射型太赫兹波分束器。它包括金属基底层、中间介质层和顶层谐振层。顶层谐振层由相位差为180°的两种单元结构沿着x方向依次排列而成；两种单元结构的组成成分相同，都包括底层金属薄片、中间聚亚酰胺层和顶层开口金属谐振结构，但顶层开口金属谐振结构的总长度不同；其中，顶层开口金属谐振结构由4个L形金属块中心对称排列在中间两个垂直相交的矩形块4个端口处；当太赫兹波垂直照射到分束器上时，由于相邻单元相位差的作用使得垂直入射的太赫兹被被分成了两束。本实用新型专利技术具有结构简单、工作频带宽，能满足太赫兹通信等领域的应用。

Broadband reflection terahertz wave splitter

The utility model discloses a wideband reflection type terahertz wave splitter. It includes metal base layer, intermediate dielectric layer and top layer resonance layer. The top resonant layer is composed of two kinds of unit structures with phase difference of 180 degrees arranged in X direction. The two kinds of unit structures have the same composition, including the bottom metal sheet, the middle polyimide layer and the top open metal resonant structure, but the total length of the top open metal resonant structure is different. The resonant structure consists of four L-shaped metal blocks arranged symmetrically at four ports of two rectangular blocks vertically intersecting in the middle. When the terahertz wave is irradiated vertically on the beam splitter, the perpendicular incident terahertz is divided into two beams due to the phase difference between adjacent elements. The utility model has the advantages of simple structure, wide working frequency bandwidth, and can meet the application of terahertz communication and other fields.

【技术实现步骤摘要】
宽频带反射型太赫兹波分束器
本专利技术涉及分束器，尤其涉及一种宽频带反射型太赫兹波分束器。
技术介绍
超材料是一种人工介质材料，其具有自然媒质所不具有的性质，如负折射率、负介电常数。而正是因为这些独特的特性，使得超材料得到科学界的高度关注并得到了广泛的应用。随着广义斯涅耳定律的出现，已经实现了多种异常现象，如异常反射、折射和透射。另外，随着加工技术的提高，越来越多的器件被更加容易的实现，包括相位调制器，隐形斗篷，偏振变换器，光学透镜等。太赫兹由于具有高信噪比、穿透力强的优点，目前已经成为国内外研究的热点，掀起了一股研究风潮。进而，越来越多的超材料太赫兹器件被研究出来，其中最多是太赫兹吸收器、太赫兹滤波器、太赫兹调制器、太赫兹开关等。然而，基于超材料的太赫兹分束器还比较少见，特别是宽频带太赫兹波分束器。所以，本专利技术在基于超材料的基础上设计了一款宽频带反射型太赫兹波分束器，它在太赫兹通信、成像方面具有巨大的应用价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种宽频带反射型太赫兹波分束器，技术方案如下：一种宽频带反射型太赫兹波分束器，包括金属基底层、中间介质层和顶层谐振层。顶层谐振层由相位差为180°的两种单元结构沿着x方向依次排列而成；两种单元结构的组成成分相同，都包括底层金属薄片、中间聚亚酰胺层和顶层开口金属谐振结构，但顶层开口金属谐振结构的总长度不同；其中，顶层开口金属谐振结构由4个L形金属块中心对称排列在中间两个垂直相交的矩形块4个端口处；当太赫兹波垂直照射到分束器上时，由于相邻单元相位差的作用使得垂直入射的太赫兹被被分成了两束。所述底层金属薄片的材料为铜，形状为正方形，边长P＝110μm，厚度为0.2μm。所述的中间聚亚酰胺层的的长度为P＝110μm，厚度为35μm。所述的L形金属块和矩形块的材料为铜，厚度都为0.2μm，宽度都为w＝5μm，其中两个L形金属块之间的间隔距离为g＝20μm。所述的两种单元结构的总长度L分别为44μm和63μm。本专利技术本专利技术具有结构简单、工作频带宽，能满足太赫兹通信等领域的应用。附图说明图1是构成宽频带反射型太赫兹波分束器的单元结构三维图；图2是构成宽频带反射型太赫兹波分束器的单元结构俯视图；图3是宽频带反射型太赫兹波分束器的单元结构幅频曲线图；图4是宽频带反射型太赫兹波分束器的单元结构相频曲线图；图5是宽频带反射型太赫兹波分束器在0.8THz的仿真远场图；图6是宽频带反射型太赫兹波分束器在1.0THz的仿真远场图；图7是宽频带反射型太赫兹波分束器在1.2THz的仿真远场图；图8是宽频带反射型太赫兹波分束器在1.4THz的仿真远场图；具体实施方式如图1～2所示，宽频带反射型太赫兹波分束器，包括金属基底层、中间介质层和顶层谐振层。顶层谐振层由相位差为180°的两种单元结构沿着x方向依次排列而成；两种单元结构的组成成分相同，都包括底层金属薄片3、中间聚亚酰胺层2和顶层开口金属谐振结构1，但顶层开口金属谐振结构1的总长度不同；其中，顶层开口金属谐振结构1由4个L形金属块中心对称排列在中间两个垂直相交的矩形块4个端口处；当太赫兹波垂直照射到分束器上时，由于相邻单元相位差的作用使得垂直入射的太赫兹被被分成了两束。所述底层金属薄片3的材料为铜，形状为正方形，边长P＝110μm，厚度为0.2μm。所述的中间聚亚酰胺层2的的长度为P＝110μm，厚度为35μm。所述的L形金属块和矩形块的材料为铜，厚度都为0.2μm，宽度都为w＝5μm，其中两个L形金属块之间的间隔距离为g＝20μm。所述的两种单元结构的总长度L分别为44μm和63μm。实施例1宽频带反射型太赫兹波分束器：选择电导率为5.96×107S/m的铜，介电常数为3.0、损耗正切角为0.03的聚酰亚胺；金属薄片边长P＝110μm，厚度为0.2μm。聚亚酰胺层的的长度为P＝110μm，厚度为35μm。L形金属块和矩形块的厚度都为0.2μm，宽度都为w＝5μm，其中两个L形金属块之间的间隔距离为g＝20μm。两种单元结构的总长度L分别为44μm和63μm。宽频带反射型太赫兹波分束器的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的结果如附图3～8所示。其中附图2和附图3分别为两个单元结构的反射率和反射相位图；由图3可知两个单元结构在0.8THz到1.2THz之间的相位差都接近180度，这保证了分束器的宽带性质。图4至图8为仿真三维远场图；由图可知，垂直入射的太赫兹都被分为关于z轴对称的两束波，实现了太赫兹波的分束功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽频带反射型太赫兹波分束器，它包括金属基底层、中间介质层和顶层谐振层；顶层谐振层由相位差为180°的两种单元结构沿着x方向依次排列而成；两种单元结构的组成成分相同，都包括底层金属薄片(3)、中间聚亚酰胺层(2)和顶层开口金属谐振结构(1)，但顶层开口金属谐振结构(1)的总长度不同；其中，顶层开口金属谐振结构(1)由4个L形金属块中心对称排列在中间两个垂直相交的矩形块4个端口处；当太赫兹波垂直照射到分束器上时，由于相邻单元相位差的作用使得垂直入射的太赫兹被分成了两束。

【技术特征摘要】
1.一种宽频带反射型太赫兹波分束器，它包括金属基底层、中间介质层和顶层谐振层；顶层谐振层由相位差为180°的两种单元结构沿着x方向依次排列而成；两种单元结构的组成成分相同，都包括底层金属薄片(3)、中间聚亚酰胺层(2)和顶层开口金属谐振结构(1)，但顶层开口金属谐振结构(1)的总长度不同；其中，顶层开口金属谐振结构(1)由4个L形金属块中心对称排列在中间两个垂直相交的矩形块4个端口处；当太赫兹波垂直照射到分束器上时，由于相邻单元相位差的作用使得垂直入射的太赫兹被分成了两束。2.如权利要求1所述的一种宽频带反射型太赫兹波分束器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵泽江，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33