一种高频偏振信号转换装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种高频偏振信号转换装置，包括金属板、绝缘板、金属圆环，所述绝缘板被所述金属板和所述金属圆环夹于中间；所述金属板及所述绝缘板均为正方形；所述金属圆环的圆心位于所述正方形的对角线的交点；所述金属圆环具有两个缺口，所述金属圆环的两个缺口以所述正方形的对角线为对称轴对称分布。本实用新型专利技术提供了一种高频偏振信号转换装置，通过优化超表面结构，能够实现较宽的工作带宽。

A high frequency polarization signal conversion device

【技术实现步骤摘要】
一种高频偏振信号转换装置
本技术涉及光通信和信息处理
，尤其是涉及一种高频偏振信号转换装置。
技术介绍
太赫兹技术在光谱、成像、安全检查、通信等领域具有重要的应用价值，因此对如偏振转换器、滤波器、分束器等太赫兹功能器件的研究逐渐成为了热点。偏振转换器是一种调节电磁波偏振态的功能器件，传统的偏振转换器件是利用二色性晶体或半波片来实现，限于晶体特性，偏振器件存在转换率低、带宽窄等问题。超表面可以通过人工设计的微结构单元，实现自然材料无法具有的物理特性，从而可以对电磁波的偏振和相位进行控制，如何进行结构设计，使得偏振转换器实现更宽带宽、更高转换率成为了研究的热点。当入射角和偏振角在一定范围内变化时，偏振转换器对信号的转换性能会受到影响，进而使转换器的使用受限，通过研究入射角和偏振角变化对偏振转换率的影响，可以使偏振转换器具有更广的应用价值和更高的适应性。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术提供了一种高频偏振信号转换装置，通过优化超表面结构，能够实现较宽的工作带宽。所述技术方案如下：本技术实施例提供了一种高频偏振信号转换装置，包括金属板、绝缘板、金属圆环，所述绝缘板被所述金属板和所述金属圆环夹于中间；所述金属板及所述金属圆环的厚度均为0.2μm且材质为金；所述金属板及所述绝缘板均为边长为100μm的正方形；所述金属圆环的圆心位于所述正方形的对角线的交点；所述金属圆环具有两个缺口，所述金属圆环的两个缺口以所述正方形的对角线为对称轴对称分布；所述金属圆环以所述两个缺口的连线为对称轴对称分成第一半圆环和第二半圆环，所述第一半圆环和所述第二半圆环的圆心角均为150度；所述金属圆环的外半径为34.5μm，内半径为29.5μm；所述绝缘板的材质为二氧化硅，以及所述绝缘板的厚度为44.5μm。本技术的一种实施方式为，所述金属圆环的外半径为35μm，内半径为28μm。本技术的一种实施方式为，所述金属圆环的外半径为35μm，内半径为30μm；所述绝缘板的厚度为46μm。本技术的一种实施方式为，所述金属板及所述绝缘板均为边长为110μm的正方形。此外，本技术实施例提供了一种高频偏振信号转换装置，由若干如上所述的高频偏振信号转换装置周期性排列而成。相比于现有技术，本技术实施例具有如下有益效果：本技术提供一种高频偏振信号转换装置，通过优化超表面结构，在偏振转换率为80％情况下，本技术的高频偏振信号转换装置能够在0.4934-1.883THz频率范围内，带宽为1.39THz，将太赫兹入射线偏振波的偏振方向旋转90度。同时，当太赫兹波在0至20度的入射角度入射时，所述高频偏振信号转换装置在0.4934-1.883THz频率范围内的偏振转换率达到70％以上，相比起现有技术，本技术的高频偏振信号转换装置能够适应更宽的入射角角度范围同时保证高偏振转换率；而且，当频率在0.4934-1.883THz，偏振角在-10度至10度之间时，本技术的高频偏振信号转换装置的偏振转换率大于70％。附图说明图1是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的结构的正面视图；图2是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的结构的侧面视图；图3是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的结构的背面视图；图4是本技术实施例中的一种在现有基础上将绝缘板厚度调整为35μm的高频偏振信号转换装置的反射率曲线图；图5是本技术实施例中的一种在现有基础上将外环半径调整为36μm的高频偏振信号转换装置的反射率曲线图；图6是本技术实施例中的一种在现有基础上将内环半径调整为28μm的高频偏振信号转换装置的反射率曲线图；图7是本技术实施例中的一种绝缘板及金属板的边长均为110μm的高频偏振信号转换装置的反射率曲线图；图8是本技术实施例中的一种最优化结构的高频偏振信号转换装置的反射率曲线图；图9是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的反射系数ryx、rxx的反射率曲线图；图10是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的偏振转换率(PCR)曲线图；图11是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的反射波相位差曲线图；图12是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的转换方法的第一效果图；图13是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的转换方法的第二效果图；图14是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的转换方法的第三效果图；图15是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的入射角度调节范围为0至20度的转换方法的偏振转换率(PCR)曲线图；图16是本技术实施例中的一种高频偏振信号转换装置的偏振角度调节范围为-10度至10度的转换方法的偏振转换率(PCR)曲线图；其中，1、金属圆环；2、绝缘板；3、金属板；4、金属板的电流方向；5、金属圆环的电流方向。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参见图1至图3，其示出了本技术实施例示例性的一种高频偏振信号转换装置，至少包括一个结构单元，所述结构单元包括金属板、绝缘板、金属圆环，所述绝缘板被所述金属板和所述金属圆环夹于中间；所述金属板及所述绝缘板均为正方形；所述金属圆环的圆心位于所述正方形的对角线的交点；所述金属圆环具有两个缺口，所述金属圆环的两个缺口以所述正方形的对角线为对称轴对称分布，并将所述金属圆环对称分成第一半圆环、第二半圆环；其中，设定外环半径是R1，内环半径是R2，一个单元结构正方形的边长是p，金属厚度是d1，两层金属中间的介质厚度是d2；单位为μm。请参见图4，其示出了其中一种可能的所述高频偏振信号转换装置的反射率，所述高频偏振信号转换装置，p＝100、d1＝0.2、d2＝35、R1＝35、R2＝30；请参见图5，其示出了其中一种可能的所述高频偏振信号转换装置的反射率，所述高频偏振信号转换装置，p＝100、d1＝0.2、d2＝45、R1＝36、R2＝30；请参见图6，其示出了其中一种可能的所述高频偏振信号转换装置的反射率，所述高频偏振信号转换装置，p＝100、d1＝0.2、d2＝45、R1＝35、R2＝28；请参见图7其示出了其中一种可能的所述高频偏振信号转换装置的反射率，所述高频偏振信号转换装置，p＝110、d1＝0.2、d2＝46、R1＝35、R2＝30；请参见图8其示出了其中一种可能的所述高频偏振信号转换装置的反射率，其中，正方形的金属板及绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频偏振信号转换装置，其特征在于，包括金属板、绝缘板、金属圆环，所述绝缘板被所述金属板和所述金属圆环夹于中间；所述金属板及所述金属圆环的厚度均为0.2μm且材质为金；/n所述金属板及所述绝缘板均为边长为100μm的正方形；/n所述金属圆环的圆心位于所述正方形的对角线的交点；所述金属圆环具有两个缺口，所述金属圆环的两个缺口以所述正方形的对角线为对称轴对称分布；所述金属圆环以所述两个缺口的连线为对称轴对称分成第一半圆环和第二半圆环，所述第一半圆环和所述第二半圆环的圆心角均为150度；所述金属圆环的外半径为34.5μm，内半径为29.5μm；/n所述绝缘板的材质为二氧化硅，以及所述绝缘板的厚度为44.5μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种高频偏振信号转换装置，其特征在于，包括金属板、绝缘板、金属圆环，所述绝缘板被所述金属板和所述金属圆环夹于中间；所述金属板及所述金属圆环的厚度均为0.2μm且材质为金；
所述金属板及所述绝缘板均为边长为100μm的正方形；
所述金属圆环的圆心位于所述正方形的对角线的交点；所述金属圆环具有两个缺口，所述金属圆环的两个缺口以所述正方形的对角线为对称轴对称分布；所述金属圆环以所述两个缺口的连线为对称轴对称分成第一半圆环和第二半圆环，所述第一半圆环和所述第二半圆环的圆心角均为150度；所述金属圆环的外半径为34.5μm，内半径为29.5μm；
所述绝缘板的材质为二氧化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金兰，盛鸿宇，周流平，
申请(专利权)人：广州铁路职业技术学院广州铁路机械学校，
类型：新型
国别省市：广东;44