The invention discloses a terahertz tunable polarization wave insensitive electromagnetic induced transparent device based on metamaterial, belonging to the field of electromagnetic wave detection and sensor devices. Electromagnetically induced transparent devices include several basic units arranged periodically in the same direction; each basic unit includes a graphene layer on the upper layer and a dielectric layer on the lower layer, and the dielectric layer is fixed on the substrate device; graphene rings with adjacent edge openings are formed by characterizing graphene; when the graphene layer is etched at one time, graphene rings with adjacent edges are formed. After the painting is finished, the middle part of the substrate device is hollowed out, and finally a conductive adhesive is plated. The invention has the same electromagnetic induced transparency phenomenon for both X-and y-polarized linearly polarized light. When the polarization mode of incident wave is changed, the device does not need to be replaced, and the invention can realize the adjustable electromagnetic induced transparency phenomenon by adjusting the applied voltage without changing the structure of the device, so as to adjust the incident wave. The development of terahertz functional devices has important guiding significance and reference value.
【技术实现步骤摘要】
基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件
本专利技术属于电磁波探测和传感器件领域,具体是基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件。
技术介绍
电磁诱导透明Electromagnetically-inducedTransparency(EIT)是原子物理学中一个很重要的现象,其本质是在共振条件下,当光的频率与相应的原子跃迁频率相匹配时,光原子激发通道之间的量子相消相干,使介质在一个宽的吸收带中产生了一个很窄的透过峰。电磁诱导透明器件能够改变色散性质和减慢光速,在非线性器件、慢光器件、滤波器、传感器和光存储等方面都有重要应用。太赫兹(THz)波通常是指频率在0.3~3THz(波长在0.1~1mm)的电磁波,在生物医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等领域都具有重要的研究价值和应用前景。但由于常规材料很难在太赫兹波段发生电磁响应,特别是磁响应,所以太赫兹波段范围内的电磁器件的研究较少。近年来,在太赫兹波段,基于超材料的电磁诱导透明器件引起了人们的广泛关注。超材料是指电磁参数(介电常数和磁导率)可人为控制的一类人工复合周期结构。2000年,美国加利福利亚大学的D.R.Smith等人将金属线周期结构和开口谐振环周期结构有效地结合起来,第一次从实验上证明了超材料的存在。2014年,韩昊等人提出并验证了太赫兹频段的超材料电磁诱导透明器件(OpticsLetters,4:240-245,2014),该现象是由开口环谐振环和双金属线谐振干涉引起的。通常,基于超材料的电磁诱导透明器件的透明窗都在固定频率,若调节透明窗的频率范围或幅度,必须改变结 ...
【技术保护点】
1.基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,由周期结构组成,其特征在于,包括若干在xy平面上沿同一个方向周期排列的基本单元;每个基本单元包括两层:上层为石墨烯层,下层为介质层;介质层固定在衬底器件上;实际加工过程为:首先在衬底器件上形成介质层薄膜,然后在介质层上采用化学方法或物理方法镀一层石墨烯薄膜形成石墨烯层;按照设定的周期和基本单元的个数,通过光刻或电子束曝光对石墨烯进行刻画,去掉多余的石墨烯薄膜形成一个个邻边开口的石墨烯方环,构成周期结构的石墨烯层;当所有石墨烯层一次性刻画完毕后,将衬底器件的中间挖空,最后在石墨烯层上镀一层导电胶。
【技术特征摘要】
1.基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,由周期结构组成,其特征在于,包括若干在xy平面上沿同一个方向周期排列的基本单元;每个基本单元包括两层:上层为石墨烯层,下层为介质层;介质层固定在衬底器件上;实际加工过程为:首先在衬底器件上形成介质层薄膜,然后在介质层上采用化学方法或物理方法镀一层石墨烯薄膜形成石墨烯层;按照设定的周期和基本单元的个数,通过光刻或电子束曝光对石墨烯进行刻画,去掉多余的石墨烯薄膜形成一个个邻边开口的石墨烯方环,构成周期结构的石墨烯层;当所有石墨烯层一次性刻画完毕后,将衬底器件的中间挖空,最后在石墨烯层上镀一层导电胶。2.如权利要求1所述的基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,其特征在于,所述的每个基本单元对应的邻边开口的石墨烯方环结构相同,具体结构形状为:将石墨烯方环的两个邻边去掉相同长度的石墨烯条,且形成的邻边开口结构沿对角线对称;邻边开口结构包括以下四种情况:将石墨烯方环左边和下边沿对角线对称的石墨烯条去掉,形成左下角对应的邻边开口方环结构;或者将石墨烯方环右边和下边沿对角线对称的石墨烯条去掉,形成右下角对应的邻边开口方环结构;或者将石墨烯方环左边和上边沿对角线对称的石墨烯条去掉,形成左上角对应的邻边开口方环结构;或者将石墨烯方环右边和上边沿对角线对称的石墨烯条去掉,形成右上角对应的邻边开口方环结构。3.如权利要求1所述的基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,其特征在于,所述的衬底器件选用方环形或圆环形结构,总尺寸与电磁诱导透明器件的尺寸相同,总长度在50um~50mm范围内,衬底器件的厚度在150um~20mm范围内。4.如权利要求1所述的基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,其特征在于,所述的挖空的衬底器件四周宽度为2mm~10mm。5.如权利要求1所述的基于超材料的太赫兹可调极化波不敏感电磁诱导透明器件,其特征在于,所述的石墨烯层厚度为0.34nm~1nm;介质层由有机高分子聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员:亓丽梅,陈智娇,刘畅,姚远,俞俊生,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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