基于交叉结构的新型太赫兹吸收器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，它包括基底层、二氧化硅层、由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层、信号输入端、信号输出端，基底层、二氧化硅层、由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层、自下而上顺序排列、信号从信号输入端以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层，依次经过二氧化硅层、基底层和信号输出端输出；通过模拟证明在0.140mm到0.194mm波长范围内，新型太赫兹吸收器对太赫兹波的平均吸收达到了98％以上，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。本实用新型专利技术具有结构简单紧凑，制造简单，尺寸小，响应快，操控方法灵活易实现等优点。

New terahertz absorber based on cross structure

The utility model discloses a novel terahertz absorber based on a cross structure, which comprises a substrate layer, a silicon dioxide layer, a waveguide array layer composed of a cross-cross structure waveguide, a signal input end, a signal output end, a substrate layer, a silicon dioxide layer, a waveguide array layer composed of a cross-cross structure waveguide. The waveguide arrays consisting of cross-cross waveguides are arranged in sequence from bottom to top, and the signals are incident from the input to the waveguide arrays at a specific angle of incidence. The waveguide arrays pass through the silicon dioxide layer, the substrate layer and the output signal in turn. The average absorption is over 98%, and a new terahertz absorber with high absorptivity is achieved. The utility model has the advantages of simple and compact structure, simple manufacture, small size, fast response, flexible control method and so on.

【技术实现步骤摘要】
基于交叉结构的新型太赫兹吸收器
本专利技术涉及太赫兹波吸收器，尤其涉及一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器。
技术介绍
近年来，太赫兹技术因其在通信、医疗和安全成像等方面潜在的应用而吸引了越来越多的关注。随着太赫兹波辐射源与检测手段的突飞猛进，促使太赫兹相关功能器件的应用悄然兴起，因此太赫兹技术和太赫兹器件研究逐渐成为世界各国研究热点。用于太赫兹器件的超材料领域也吸引了广大科研工作者的关注和研究。基于超材料的亚波长结构具有自然界中的物质材料所不具备的奇异特性，比如负折射率材料，隐身，和超透镜。然而，由于大多数设计的超材料结构都是金属共振的结构，因此所设计结构的吸收损耗是不可避免的。这种吸收损失会极大的降低它们的共振性能。后来人们提出了多种新颖的方法来克服这种损失。实际上，所有的事情都是双面的。对于一些特定的结构(比如硅/石墨烯-介质-基底层结构)，这种结构的吸收不仅有用而且还可以明显地增加对太赫兹波的吸收效率。因此，最近几年，关于超材料吸收器的研究同样得到了人们的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术不足，提供一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，其特征在于包括基底层、二氧化硅层、由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层、信号输入端、信号输出端，基底层、二氧化硅层、由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层、自下而上顺序排列、基底层为绝缘硅层，基底层的上层为二氧化硅层，二氧化硅层的上层铺有由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层、波导阵列层由2行3列的交叉十字型结构波导等间距排列组成，交叉十字型结构波导由矩形波导和矩形波导中心重叠交叉构成，阵列层上方设有信号输入端，基底层的下方设有信号输出端，信号从信号输入端以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导组成的波导阵列层，依次经过二氧化硅层、基底层和信号输出端输出，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。本专利技术具有结构简单紧凑，制造简单，尺寸小，响应快，操控方法灵活易实现等优点。所述的基底层的材料为绝缘硅，长度为12.5～12.7μm，宽度为8.3～8.5μm，厚度为9～11μm。所述的二氧化硅层的长度为12.5～12.7μm，宽度为8.3～8.5μm，厚度为7～9μm。所述交叉十字型结构波导组成的波导阵列层的材料为高阻硅，总长度为11.0～11.8μm，宽度为7.0～7.4μm，厚度为4～6μm。所述构成交叉十字型结构波导的矩形波导，长度为1.0～1.6μm，宽度为2～4μm，厚度为4～6μm。所述构成交叉十字型结构波导的矩形波导，长度为1.0～1.6μm，宽度为2～4μm，厚度为4～6μm。附图说明：图1是基于交叉结构的新型太赫兹吸收器的三维结构示意图；图2是基于交叉结构的新型太赫兹吸收器的俯视图；图3是基于交叉结构的新型太赫兹吸收器的正面图；图4是基于交叉结构的新型太赫兹吸收器的吸收效率图；具体实施方式如图1～4所示，一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，其特征在于包括基底层1、二氧化硅层2、由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、信号输入端7、信号输出端8，基底层1、二氧化硅层2、由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、自下而上顺序排列、基底层1为绝缘硅层，基底层1的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、波导阵列层3由2行3列的交叉十字型结构波导4等间距排列组成，交叉十字型结构波导4由矩形波导5和矩形波导6中心重叠交叉构成，阵列层3上方设有信号输入端7，基底层1的下方设有信号输出端8，信号从信号输入端7以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3，依次经过二氧化硅层2、基底层1和信号输出端8输出，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。本专利技术具有结构简单紧凑，制造简单，尺寸小，响应快，操控方法灵活易实现等优点。所述的基底层1的材料为绝缘硅，长度为12.5～12.7μm，宽度为8.3～8.5μm，厚度为9～11μm。所述的二氧化硅层2的长度为12.5～12.7μm，宽度为8.3～8.5μm，厚度为7～9μm。所述交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3的材料为高阻硅，总长度为11.0～11.8μm，宽度为7.0～7.4μm，厚度为4～6μm。所述构成交叉十字型结构波导4的矩形波导5，长度为1.0～1.6μm，宽度为2～4μm，厚度为4～6μm。所述构成交叉十字型结构波导4的矩形波导6，长度为1.0～1.6μm，宽度为2～4μm，厚度为4～6μm。实施例1基于交叉结构的新型太赫兹吸收器：如图1～4所示，一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，其特征在于包括基底层1、二氧化硅层2、由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、信号输入端7、信号输出端8，基底层1、二氧化硅层2、由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、自下而上顺序排列、基底层1为绝缘硅层，基底层1的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3、波导阵列层3由2行3列的交叉十字型结构波导4等间距排列组成，交叉十字型结构波导4由矩形波导5和矩形波导6中心重叠交叉构成，阵列层3上方设有信号输入端7，基底层1的下方设有信号输出端8，信号从信号输入端7以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导4组成的波导阵列层3，依次经过二氧化硅层2、基底层1和信号输出端8输出，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。本专利技术具有结构简单紧凑，制造简单，尺寸小，响应快，操控方法灵活易实现等优点。基底层的材料为绝缘硅，长度为12.6μm，宽度为8.4μm，厚度为10μm。二氧化硅层的长度为12.6μm，宽度为8.4μm，厚度为8μm。交叉十字型结构波导组成的波导阵列层的材料为高阻硅，总长度为11.4μm，宽度为7.2μm，厚度为5μm。构成交叉十字型结构波导的矩形波导，长度为1.3μm，宽度为3μm，厚度为5μm。所述构成交叉十字型结构波导的矩形波导，长度为1.3μm，宽度为3μm，厚度为5μm。性能指标采用COMSOLMultiphysics和3D-FDTD软件进行模拟测试，通过模拟证明在0.140mm到0.194mm波长范围内，即在频率在1.55THZ～2.15THz范围内，新型太赫兹吸收器对太赫兹波的平均吸收达到了98％以上，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，其特征在于包括基底层(1)、二氧化硅层(2)、由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、信号输入端(7)、信号输出端(8)，基底层(1)、二氧化硅层(2)、由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、自下而上顺序排列、基底层(1)为绝缘硅层，基底层(1)的上层为二氧化硅层(2)，二氧化硅层(2)的上层铺有由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、波导阵列层(3)由2行3列的交叉十字型结构波导(4)等间距排列组成，交叉十字型结构波导(4)由矩形波导(5)和矩形波导(6)中心重叠交叉构成，阵列层(3)上方设有信号输入端(7)，基底层(1)的下方设有信号输出端(8)，信号从信号输入端(7)以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)，依次经过二氧化硅层(2)、基底层(1)和信号输出端(8)输出，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉结构的新型太赫兹吸收器，其特征在于包括基底层(1)、二氧化硅层(2)、由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、信号输入端(7)、信号输出端(8)，基底层(1)、二氧化硅层(2)、由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、自下而上顺序排列、基底层(1)为绝缘硅层，基底层(1)的上层为二氧化硅层(2)，二氧化硅层(2)的上层铺有由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)、波导阵列层(3)由2行3列的交叉十字型结构波导(4)等间距排列组成，交叉十字型结构波导(4)由矩形波导(5)和矩形波导(6)中心重叠交叉构成，阵列层(3)上方设有信号输入端(7)，基底层(1)的下方设有信号输出端(8)，信号从信号输入端(7)以特定入射角度入射到由交叉十字型结构波导(4)组成的波导阵列层(3)，依次经过二氧化硅层(2)、基底层(1)和信号输出端(8)输出，实现具有高吸收率的新型太赫兹吸收器。2.根据权利要求1所述的一种基于交叉结构的新型太赫兹...

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