三维立体结构可调太赫兹波开关制造技术

本发明专利技术公开了一种三维立体结构可调太赫兹波开关。它包括蓝宝石层(1)、右上L形传输线传输线传输线(2)、直角C形传输线(3)、右一矩形传输线(4)、右圆柱形传输线(5)、右二矩形传输线(6)、右下L形传输线传输线传输线(7)、中部矩形二氧化钒(8)、下部矩形二氧化钒(9)、左下L形传输线传输线(10)、左二矩形传输线(11)、左圆柱形传输线(12)、左一矩形传输线(13)、直角C形传输线(14)、左上L形传输线传输线(15)、上部矩形二氧化钒(16)；通过给开关垂直施加泵浦光源，调节二氧化钒的有效介电常数，从而实现太赫兹信号的通断，实现开关功能。本发明专利技术具有结构新颖，响应效率高，控制原理简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
三维立体结构可调太赫兹波开关
本专利技术涉及太赫兹波开关，尤其涉及一种三维立体结构可调太赫兹波开关。
技术介绍
处于宏观电子学到微观电子学过度区域的太赫兹技术是近些年发展起来的一种新技术。由于太赫兹波位于微波频段和光频段之间，覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性。随着太赫兹波辐射源与检测手段突飞猛进，太赫兹技术在通信与传感领域得到广泛应用，对太赫兹波器件功能也提出更高的要求，因此太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究热点。太赫兹波器件包括：太赫兹滤波器、太赫兹开关、太赫兹调制器、太赫兹功分器、太赫兹分束器、太赫兹偏振器、太赫兹吸收器等。作为太赫兹系统重要的器件之一太赫兹波开关控制着系统中的太赫兹波通断。然而已报道太赫兹波开关主要包含光子晶体结构的太赫兹波开关、超材料结构的太赫兹波开关，但是这些结构比较复杂，在实际制作过程中成本较高，制作比较困难。所以迫切需要提出结构简单新颖、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波开关满足未来太赫兹波通信与传感领域应用需要。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术不足，提供一种三维立体结构可调太赫兹波开关。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：三维立体结构可调太赫兹波开关，它包括蓝宝石层、右上L形传输线传输线传输线、直角C形传输线、右一矩形传输线、右圆柱形传输线、右二矩形传输线、右下L形传输线传输线传输线、中部矩形二氧化钒、下部矩形二氧化钒、左下L形传输线传输线、左二矩形传输线、左圆柱形传输线、左一矩形传输线、直角C形传输线、左上L形传输线传输线、上部矩形二氧化钒；蓝宝石层位于最底层，右上L形传输线传输线传输线、直角C形传输线、右下L形传输线传输线传输线、下部矩形二氧化钒、左下L形传输线传输线、直角C形传输线、左上L形传输线传输线、上部矩形二氧化钒按顺时针方向依次连接分布在蓝宝石层表面外围处；左圆柱形传输线、左一矩形传输线、左二矩形传输线、中部矩形二氧化钒、右圆柱形传输线、右一矩形传输线和右二矩形传输线分布在蓝宝石层表面中部位置，其中左圆柱形传输线的两端分别连接左一矩形传输线和左二矩形传输线，右圆柱形传输线的两端分别连接右一矩形传输线和右二矩形传输线，中部矩形二氧化钒位于开关中心位置。通过给开关垂直施加泵浦光源，调节二氧化钒的有效介电常数，从而实现太赫兹信号的通断，实现开关功能。所述的蓝宝石层的边长为60μm，厚度为5μm。所述的右上L形传输线传输线、右下L形传输线传输线、左下L形传输线、左上L形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为14μm，短臂均为9.6μm，厚度均为1.5μm。所述的直角C形传输线、直角C形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为32.8μm，短臂均为14μm，厚度均为1.5μm。所述的右一矩形传输线、右二矩形传输线、左二矩形传输线、左一矩形的材料为铜，它们形状大小相同，长度均为10μm，宽度均为6μm，厚度均为1.5μm。所述的中部矩形二氧化钒的长度为6μm，宽度为4μm，厚度为1.5μm；下部矩形二氧化钒、上部矩形二氧化钒的形状大小相同，长和宽都为4μm，厚度均为1.5μm。所述的右圆柱形传输线、左圆柱形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，底面半径均为2μm，高度均为10μm。本专利技术提出的三维立体结构可调太赫兹波开关具有结构新颖，响应效率高，控制原理简单等优点。附图说明：图1是三维立体结构可调太赫兹波开关的三维结构示意图；图2是三维立体结构可调太赫兹波开关在3.0THz处的仿真电流图的主视图；图3是三维立体结构可调太赫兹波开关在3.0THz处的仿真电流图的底视图；图4为太赫兹波开关的归一化传输曲线图。具体实施方式如图1所示，三维立体结构可调太赫兹波开关包括蓝宝石层1、右上L形传输线传输线传输线2、直角C形传输线3、右一矩形传输线4、右圆柱形传输线5、右二矩形传输线6、右下L形传输线传输线传输线7、中部矩形二氧化钒8、下部矩形二氧化钒9、左下L形传输线传输线10、左二矩形传输线11、左圆柱形传输线12、左一矩形传输线13、直角C形传输线14、左上L形传输线传输线15、上部矩形二氧化钒16；蓝宝石层1位于最底层，右上L形传输线传输线传输线2、直角C形传输线3、右下L形传输线传输线传输线7、下部矩形二氧化钒9、左下L形传输线传输线10、直角C形传输线14、左上L形传输线传输线15、上部矩形二氧化钒16按顺时针方向依次连接分布在蓝宝石层1表面外围处；左圆柱形传输线12、左一矩形传输线13、左二矩形传输线11、中部矩形二氧化钒8、右圆柱形传输线5、右一矩形传输线4和右二矩形传输线6分布在蓝宝石层1表面中部位置，其中左圆柱形传输线12的两端分别连接左一矩形传输线13和左二矩形传输线11，右圆柱形传输线5的两端分别连接右一矩形传输线4和右二矩形传输线6，中部矩形二氧化钒8位于开关中心位置。通过给开关垂直施加泵浦光源，调节二氧化钒的有效介电常数，从而实现太赫兹信号的通断，实现开关功能。所述的蓝宝石层的边长为60μm，厚度为5μm。所述的右上L形传输线传输线、右下L形传输线传输线、左下L形传输线、左上L形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为14μm，短臂均为9.6μm，厚度均为1.5μm。所述的直角C形传输线、直角C形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为32.8μm，短臂均为14μm，厚度均为1.5μm。所述的右一矩形传输线、右二矩形传输线、左二矩形传输线、左一矩形(13)的材料为铜，它们形状大小相同，长度均为10μm，宽度均为6μm，厚度均为1.5μm。所述的中部矩形二氧化钒的长度为6μm，宽度为4μm，厚度为1.5μm；下部矩形二氧化钒、上部矩形二氧化钒的形状大小相同，长和宽都为4μm，厚度均为1.5μm。所述的右圆柱形传输线、左圆柱形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，底面半径均为2μm，高度均10μm。实施例1三维立体结构可调太赫兹波开关的结构和各部件形状如上所述，因此不再赘述。但各部件的具体参数如下：蓝宝石层的边长为60μm，厚度为5μm。右上L形传输线传输线、右下L形传输线传输线、左下L形传输线、左上L形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为14μm，短臂均为9.6μm，厚度均为1.5μm。直角C形传输线、直角C形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，长臂均为32.8μm，短臂均为14μm，厚度均为1.5μm。右一矩形传输线、右二矩形传输线、左二矩形传输线、左一矩形(13)的材料为铜，它们形状大小相同，长度均为10μm，宽度均为6μm，厚度均为1.5μm。所述的中部矩形二氧化钒的长度为6μm，宽度为4μm，厚度为1.5μm；下部矩形二氧化钒、上部矩形二氧化钒的形状大小相同，长和宽都为4μm，厚度均为1.5μm。所述的右圆柱形传输线、左圆柱形传输线的材料为铜，它们形状大小相同，底面半径均为2μm，高度均10μm。三维立体结构可调太赫兹波开关的各项性能指标采用COMSOLMultiphysics软件进行测试，泵浦光垂直入射到三维立体结构可调结构，图3为太赫兹波开关的归一化传输曲线图，可以看到，在f＝3THz时，无外加泵浦光时，传输功率为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维立体结构可调太赫兹波开关，它包括蓝宝石层(1)、右上L形传输线传输线传输线(2)、直角C形传输线(3)、右一矩形传输线(4)、右圆柱形传输线(5)、右二矩形传输线(6)、右下L形传输线传输线传输线(7)、中部矩形二氧化钒(8)、下部矩形二氧化钒(9)、左下L形传输线传输线(10)、左二矩形传输线(11)、左圆柱形传输线(12)、左一矩形传输线(13)、直角C形传输线(14)、左上L形传输线传输线(15)、上部矩形二氧化钒(16)；蓝宝石层(1)位于最底层，右上L形传输线传输线传输线(2)、直角C形传输线(3)、右下L形传输线传输线传输线(7)、下部矩形二氧化钒(9)、左下L形传输线传输线(10)、直角C形传输线(14)、左上L形传输线传输线(15)、上部矩形二氧化钒(16)按顺时针方向依次连接分布在蓝宝石层(1)表面外围处；左圆柱形传输线(12)、左一矩形传输线(13)、左二矩形传输线(11)、中部矩形二氧化钒(8)、右圆柱形传输线(5)、右一矩形传输线(4)和右二矩形传输线(6)分布在蓝宝石层(1)表面中部位置，其中左圆柱形传输线(12)的两端分别连接左一矩形传输线(13)和左二矩形传输线(11)，右圆柱形传输线(5)的两端分别连接右一矩形传输线(4)和右二矩形传输线(6)，中部矩形二氧化钒(8)位于开关中心位置。通过给开关垂直施加泵浦光源，调节二氧化钒的有效介电常数，从而实现太赫兹信号的通断，实现开关功能。...

【技术特征摘要】
1.一种三维立体结构可调太赫兹波开关，它包括蓝宝石层(1)、右上L形传输线传输线传输线(2)、直角C形传输线(3)、右一矩形传输线(4)、右圆柱形传输线(5)、右二矩形传输线(6)、右下L形传输线传输线传输线(7)、中部矩形二氧化钒(8)、下部矩形二氧化钒(9)、左下L形传输线传输线(10)、左二矩形传输线(11)、左圆柱形传输线(12)、左一矩形传输线(13)、直角C形传输线(14)、左上L形传输线传输线(15)、上部矩形二氧化钒(16)；蓝宝石层(1)位于最底层，右上L形传输线传输线传输线(2)、直角C形传输线(3)、右下L形传输线传输线传输线(7)、下部矩形二氧化钒(9)、左下L形传输线传输线(10)、直角C形传输线(14)、左上L形传输线传输线(15)、上部矩形二氧化钒(16)按顺时针方向依次连接分布在蓝宝石层(1)表面外围处；左圆柱形传输线(12)、左一矩形传输线(13)、左二矩形传输线(11)、中部矩形二氧化钒(8)、右圆柱形传输线(5)、右一矩形传输线(4)和右二矩形传输线(6)分布在蓝宝石层(1)表面中部位置，其中左圆柱形传输线(12)的两端分别连接左一矩形传输线(13)和左二矩形传输线(11)，右圆柱形传输线(5)的两端分别连接右一矩形传输线(4)和右二矩形传输线(6)，中部矩形二氧化钒(8)位于开关中心位置。通过给开关垂直施加泵浦光源，调节二氧化钒的有效介电常数，从而实现太赫兹信号的通断，实现开关功能。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李九生，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33