一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器制造技术

本发明专利技术公开了一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，包括衬底层和结构层，衬底层和结构层为一体的高掺杂硅材料，结构层上均匀划分有若干网格，网格内均设置有若干刻蚀单元。具有能够在不同单元排布下保持稳定的吸收光谱特性，且吸收率高、吸收频点多，高品质因子的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器
本专利技术属于超材料吸收器
，涉及一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器。
技术介绍
太赫兹超材料是在太赫兹频率下工作的一种人工材料，具有超常的电磁特性，根据材料属性分类，一般可分为金属超材料、全介质超材料、碳基超材料等，可在特定频率或频率范围的太赫兹波入射下产生共振，在传感、检测、成像、通讯等应用领域具有广阔的应用前景和应用价值，吸引了诸多关注，引发了研究热潮。目前现有技术中，超材料吸收器通常被设计为具有周期性结构的，由吸收单元结构向四周不断重复构成吸收器器件的整体结构，其中的吸收单元结构尺寸远小于入射的波长，因此，在入射波接触到超材料后会引起单元结构的共振，透射谱或反射谱或吸收谱上会出现一个共振峰或共振谷。但是，严格的周期性增加了产品制造的难度，同时也限制了不同阶表面等离子体激元模式的产生，而模式的耦合在一定条件下可以提高共振的品质因子，这对于传感、检测等应用领域至关重要。因此，如何实现一种单元结构不需要周期性排布，且吸收模式更加丰富多样，能够在不同单元排布下保持稳定的吸收光谱特性，具有吸收率高、吸收频点多，高品质因子等特点的超材料吸收器具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，具有能够在不同单元排布下保持稳定的吸收光谱特性，且吸收率高、吸收频点多，高品质因子的特点。本专利技术所采用的技术方案是，一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，包括衬底层和结构层，衬底层和结构层为一体的高掺杂硅材料，结构层上均匀划分有若干网格，网格内均设置有若干刻蚀单元。本专利技术的特点还在于：刻蚀单元为正方形刻蚀孔、长方形刻蚀孔、圆形刻蚀孔、正三角形刻蚀孔、不规则三角形刻蚀孔、椭圆形刻蚀孔的一种或多种，任一网格内不重叠、不紧贴地设置有若干刻蚀单元。任一网格内刻蚀单元至少存在一部分刻蚀图样被划分到相邻的网格中。衬底层厚度大于110μm，衬底层厚度小于300μm。结构层厚度与衬底层厚度之比大于1/6小于1/2。刻蚀单元的刻蚀面积与网格面积之比大于1/20，刻蚀单元的刻蚀面积与网格面积之比小于1/2。刻蚀单元在网格内随机分布，刻蚀单元在网格内不具备周期性。网格不少于10个。网格内的刻蚀单元均相同。任一网格内刻蚀单元的几何特征均相同。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，具有能够在不同单元排布下保持稳定的吸收光谱特性，且吸收率高、吸收频点多，高品质因子的特点。吸收模式更加丰富多样，且能在不同随机条件下保持稳定的吸收光谱特性。附图说明图1为本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器的结构示意图；图2为本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器网格划分示意图；图3为本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器网格内刻蚀结构的示意图；图4为本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器刻蚀单元结构的示意图；图5为本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器不同随机情况的吸收光谱。图中，1.结构层，2.衬底层，3.网格，4.刻蚀单元，5.正方形刻蚀孔，6.长方形刻蚀孔，7.圆形刻蚀孔，8.正三角形刻蚀孔，9.不规则三角形刻蚀孔，10.椭圆形刻蚀孔。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，包括衬底层2和结构层1，如图1所示，衬底层2和结构层1为一体的高掺杂硅材料，结构层1上均匀划分有若干网格3，网格3内均设置有若干刻蚀单元4。刻蚀单元4为正方形刻蚀孔5、长方形刻蚀孔6、圆形刻蚀孔7、正三角形刻蚀孔8、不规则三角形刻蚀孔9、椭圆形刻蚀孔10的一种或多种，任一网格3内不重叠、不紧贴地设置有若干刻蚀单元4。任一网格3内刻蚀单元4至少存在一部分刻蚀图样被划分到相邻的网格3中。衬底层2厚度大于110μm，衬底层2厚度小于300μm。结构层1厚度与衬底层2厚度之比大于1/6小于1/2。刻蚀单元4的刻蚀面积与网格3面积之比大于1/20，刻蚀单元4的刻蚀面积与网格3面积之比小于1/2。刻蚀单元4在网格3内随机分布，刻蚀单元4在网格3内不具备周期性。网格3不少于10个。网格3内的刻蚀单元4均相同。任一网格3内刻蚀单元4的几何特征均相同。如图2所示，本专利技术提供一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，其结构层1具有划分均匀的网格3分布，即不同网格分布内的刻蚀结构构成了结构层1，并不刻蚀网格，网格只是对刻蚀结构限定范围。划分的网格分布中每一网格尺寸相同，且在x方向长度与y方向的长度之比大于1/2小于2，y方向长度与x方向的长度之比大于1/2小于2。如图3所示，本专利技术提供的一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，刻蚀单元结构在结构层每一网格内随机分布，网格内的随机单元采用相同的几何尺寸和几何特征，刻蚀单元结构相互不重叠、不紧贴，刻蚀单元结构至少存在一部分刻蚀图样被划分到网格中。如图4所示，本专利技术提供的一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，刻蚀单元结构面积小于1/20网格面积，所述的刻蚀单元结构包括圆形刻蚀孔7，正方形刻蚀孔5，正三角形刻蚀孔8，以及其他衍生出的长方形刻蚀孔6，椭圆形刻蚀孔10、不规则三角形刻蚀孔9等，以及其他均匀图样。如图5所示，本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器在采用五种不同随机单元分布情况下，在太赫兹频段的吸收光谱，在0.8THz、1.5THz、2.2THz附近具有吸收率高、高品质因子特点的吸收峰，不同随机方式的相应光谱类似，保证了吸收特性的稳定，同时也增加了共振模式的丰富程度。本专利技术一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，具有能够在不同单元排布下保持稳定的吸收光谱特性，且吸收率高、吸收频点多，高品质因子的特点。吸收模式更加丰富多样，且能在不同随机条件下保持稳定的吸收光谱特性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，包括衬底层(2)和结构层(1)，其特征在于，所述衬底层(2)和结构层(1)为一体的高掺杂硅材料，所述结构层(1)上均匀划分有若干网格(3)，所述网格(3)内均设置有若干刻蚀单元(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，包括衬底层(2)和结构层(1)，其特征在于，所述衬底层(2)和结构层(1)为一体的高掺杂硅材料，所述结构层(1)上均匀划分有若干网格(3)，所述网格(3)内均设置有若干刻蚀单元(4)。


2.如权利要求1所述的一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述刻蚀单元(4)为正方形刻蚀孔(5)、长方形刻蚀孔(6)、圆形刻蚀孔(7)、正三角形刻蚀孔(8)、不规则三角形刻蚀孔(9)、椭圆形刻蚀孔(10)的一种或多种，任一所述网格(3)内不重叠、不紧贴地设置有若干刻蚀单元(4)。


3.如权利要求1所述的一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，其特征在于，任一所述网格(3)内刻蚀单元(4)至少存在一部分刻蚀图样被划分到相邻的网格(3)中。


4.如权利要求1所述的一种单元随机分布的全介质多带太赫兹超材料吸收器，其特征在于，所述衬底层(2)厚度大于110μm，所述衬底层(2)厚度小于300μm。


5.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，崔子健，岳莉莎，朱永强，姚楠，李存霞，王馨梅，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61