基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器及方法和应用技术

本发明专利技术提供一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器及方法和应用，器件包括若干以一定规律排布的超材料单元，超材料单元从下至上依次包括底层VO

【技术实现步骤摘要】
基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器及方法和应用
本专利技术涉及太赫兹动态波束调控
，具体是一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器及方法和应用。
技术介绍
太赫兹波具有的低量子能量、宽频谱资源、良好的穿透性以及高传输速率等特性，使得其在高速通信、雷达和成像等多方面的应用备受国内外研究人员的关注。尤其是太赫兹通信技术被指定用于6G技术应用之后，目前已经成为国际上重要的研究热点。由于太赫兹波处于红外和微波波段之间这样一个特殊的频段，在微波和光学较为成熟的调控器件在太赫兹波段效果有限。近年来，超表面的提出和发展使得操控太赫兹波束有了更为简单和高效的方式。于超表面的太赫兹波束调控主要是通过在界面引入合适的相位梯度从而得到不同数量及角度的反射波束，具体的调控状态可以由传统的相控阵天线理论及广义斯涅尔定律算出。分束器是可以将入射光束分成多个光束的光学设备，在太赫兹通信技术中可以满足多终端应用和提高通信的覆盖范围。常规的分束器主要是具有功能图层的介电镜或棱镜，其体积大且功能单一，无法很好地满足在太赫兹应用中对调控器件小型化和高性能的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：器件包括若干超材料单元，单元从下至上依次包括底层VO

【技术特征摘要】
1.一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：器件包括若干超材料单元，单元从下至上依次包括底层VO2层、介质隔离层和顶层VO2层，底层VO2层、介质隔离层、顶层VO2层都为关于x、y轴对称的轴对称图形且三者中心重合，单元分为两种：第一单元和第二单元，第一单元和第二单元的顶层VO2层面积不同、介质隔离层大小相同，第一单元和第二单元均以n*n的规模组成两个不同的子阵列，记为第一子阵列和第二子阵列，n的范围为4-10，第一子阵列和第二子阵列在整个器件上沿x和y方向相间排列成M*N的阵列排列，M>5，N>5，x为入射波的电场或磁场方向，相应的y为磁场或电场方向，z是入射波来的方向，器件完全由介质材料构成，不包含任何金属材料。


2.根据权利要求1所述的一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：器件工作模式有两种：反射模式和透射模式，当器件温度高于VO2相变温度时，VO2相变为金属态，器件工作在反射模式，两种单元之间反射相位差在170°-190°，反射率高于0.8；当器件处于常温时，VO2表现为绝缘态，不需要考虑相位和反射率条件。


3.根据权利要求1所述的一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：介质隔离层为正方形，顶层VO2层和底层VO2层为关于x和y轴对称的图形，且三层材料的中心在xy平面上投影重合。


4.根据权利要求1所述的一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：底层VO2层和中间的介质隔离层大小相同。


5.根据权利要求1所述的一种基于介质超表面的双模式太赫兹波束调控器，其特征在于：中间介质隔离层为正方形，边长为50-200μm，厚度为20-500μm，介质隔离层介质选自蓝宝石晶体、高阻硅，石英。


6.根据权利要求1所述的一种基于介质超表面的双模...

【专利技术属性】
技术研发人员：文岐业，沈仕远，杨青慧，王元圣，陈智，冯正，谭为，张怀武，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51