一种太赫兹人工表面等离子激发装置及气体检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太赫兹人工表面等离子激发装置，包括梯度超表面、介质型衬底、介质层和周期性金属开槽结构，所述梯度超表面设置在所述介质型衬底上，所述介质层设置在周期性金属开槽结构和介质型衬底之间。利用太赫兹介质平面高阻硅梯度超表面激发周期性金属开槽结构上的人工表面等离子激发装置，利用一维平面高阻硅梯度超表面把垂直入射的太赫兹波在二氧化硅衬底里偏折一定角度，然后通过空气层激发周期性金属开槽结构上的人工表面等离子激元，具有设计简单、耦合效率高的优点，在太赫兹传感、波导、生物检测等多种应用中有巨大应用价值。同时本发明专利技术还公开了一种基于上述太赫兹人工表面等离子激发装置的气体检测装置。

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹人工表面等离子激发装置及气体检测装置
本专利技术属于太赫兹波
，涉及一种太赫兹人工表面等离子激发装置及气体检测装置。
技术介绍
太赫兹(TerahertzorTHz)波通常是指频率在0.1～10THz区间的电磁波，其波长介于微波与近红外之间，属于远红外电磁辐射范畴，其光子的能量约为1～10meV，正好与分子振动及转动能级之间跃迁的能量大致相当。大多数极性分子如水分子、氨分子等对THz辐射有强烈的吸收，许多有机大分子(DNA、蛋白质等)的振动能级和转动能级之间的跃迁也正好在THz波段范围。因此，物质的THz光谱(包括发射、反射和透射光谱)包含有丰富的物理性质和化学信息，其吸收和色散特性可以用来做爆炸物、药物等化学及生物样品的探测和识别，在物理学、化学、生物医学、天文学、材料科学和环境科学等方面具有重要的应用价值。自然界中的表面等离子激元(SurfacePlasmonPolariton,SPP)存在于远红外以上的频段，是由空间或介质内电磁场与金属表面区域的自由电子相互作用形成的沿介质-金属表面传播的电子疏密波，可以将电磁能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹人工表面等离子激发装置，其特征在于：包括梯度超表面、介质型衬底、介质层和周期性金属开槽结构，所述梯度超表面设置在所述介质型衬底上，所述介质层设置在周期性金属开槽结构和介质型衬底之间，其中/n所述梯度超表面被设计成具有能够让太赫兹波段产生2π相移的周期性元胞阵列，所述介质型衬底具有与所述梯度超表面不同的折射率，且小于所述梯度超表面的折射率，所述周期性金属开槽结构支持的人工表面等离子体波矢小于或等于太赫兹波在介质型衬底中的横向波矢，/n由准直入射的太赫兹波垂直入射所述梯度超表面，在介质型衬底上偏折一定角度，其横向波矢再经过介质层激发所述周期性金属开槽结构上的人工表面等离子激元。/n

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹人工表面等离子激发装置，其特征在于：包括梯度超表面、介质型衬底、介质层和周期性金属开槽结构，所述梯度超表面设置在所述介质型衬底上，所述介质层设置在周期性金属开槽结构和介质型衬底之间，其中
所述梯度超表面被设计成具有能够让太赫兹波段产生2π相移的周期性元胞阵列，所述介质型衬底具有与所述梯度超表面不同的折射率，且小于所述梯度超表面的折射率，所述周期性金属开槽结构支持的人工表面等离子体波矢小于或等于太赫兹波在介质型衬底中的横向波矢，
由准直入射的太赫兹波垂直入射所述梯度超表面，在介质型衬底上偏折一定角度，其横向波矢再经过介质层激发所述周期性金属开槽结构上的人工表面等离子激元。


2.如权利要求1所述的太赫兹人工表面等离子激发装置，其特征在于：所述梯度超表面的周期性元胞阵列的单个周期长度最多为入射波波长的一半。


3.如权利要求1所述的太赫兹人工表面等离子激发装置，其特征在于：所述梯度超表面周期性元胞阵列的单元宽度具有梯度变化，所述梯度变化满足对入射到该梯度超表面的传播波和转化成的表面波动量之间的不匹配进行补偿。


4.如权利要求1所述的太赫兹人工表面等离子激发装置，其特征在于：所述梯度表面的材质为浮区法生长而成高阻硅。


5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李向军，王骆阳，候小梅，程钢，马婵，裘国华，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33