本实用新型专利技术公开了一种用于吸收2THz电磁波的装置，涉及调制电磁波技术领域，解决了现有THz电磁波在吸收时受偏振与水汽的影响导致的吸收率低的技术问题。该装置包括依次固定连接的滤波层、吸收层和反射层；滤波层设置有滤波结构，滤波结构呈十字形状，具备四重旋转对称性；滤波结构包括多个相互交错连接的长轴，以及多个固定在长轴两端的短轴。本实用新型专利技术装置结构精巧，鲁棒性好，在没有水汽时，对2THz电磁波能够实现完全吸收；当存在水汽时，对2THz电磁波能够达到95％以上吸收率。电磁波能够达到95％以上吸收率。电磁波能够达到95％以上吸收率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于吸收2THz电磁波的装置
[0001]本技术涉及调制电磁波
，尤其涉及一种用于吸收2THz电磁波的装置。
技术介绍
[0002]调制电磁波一直是研究、应用的热点，近年来THz电磁波基础领域取得的一系列进展使它的应用越来越受到重视，其中THz电磁波的调制领域中完美吸收体是一个重要方向。
[0003]然而，THz电磁波在空气中由于水汽的吸收损耗很大，这对器件的设计带来困难；器件在理想条件下设计之后，实际中由于水汽的存在，性能会降低。其次，为了使完美吸收体的吸收率对THz电磁波的偏振产生鲁棒性，需要在设计时就根据对称性原则将不同偏振的入射电磁波考虑在内，这给设计增加了难度。另外，中国专利申请号为201711121388.0的文献中公开的一种基于十字形石墨烯材料的太赫兹双波带吸收器及其应用，图案层仅仅采用十字形由呈周期性排列的十字形材料结构单元组成，每个十字形材料结构单元均由相互垂直的水平带和垂直带连接组成，水平带和垂直带均由石墨烯制成。其十字形的太赫兹(THz)双波带吸收器没有考虑空气中水汽对太赫兹波吸收中心频率的影响；而且，采用石墨烯材料增加了吸收器的成本，石墨烯加工较麻烦，且易损坏，不比金属具有高的稳定性。
[0004]在实现本技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0005]现有技术在实现THz电磁波的完美吸收的同时会受THz电磁波偏振的影响，且空气中水汽会对设计频点处的吸收率产生较大的影响。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供一种用于吸收2THz电磁波的装置，以解决现有THz电磁波在吸收时受偏振与水汽的影响导致的吸收率低的技术问题。本技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
[0007]为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
[0008]本技术提供的一种用于吸收2THz电磁波的装置，包括依次固定连接的滤波层、吸收层和反射层；所述滤波层设置有滤波结构，所述滤波结构呈十字形状，具备四重旋转对称性；所述滤波结构包括多个相互交错连接的长轴，以及多个固定在所述长轴两端的短轴；入射的2THz电磁波经所述滤波层滤波后进入所述吸收层，一部分入射的所述2THz电磁波经所述吸收层吸收，另一部分未被吸收的所述2THz电磁波进入所述反射层，经所述反射层反射，反射后的所述2THz电磁波经所述吸收层吸收。
[0009]优选的，所述吸收层和反射层的水平横截面均为正方形，其边长为66μm。
[0010]优选的，所述长轴的数量为2个，每个所述长轴两端各固定连接一个所述短轴；每个所述长轴交叉设置形成十字形状，所述长轴、短轴形成重旋转对称性结构。
[0011]优选的，每个所述长轴的长度为55μm；固定连接在每个所述长轴两端的每个所述短轴的长度均为16.8μm，其宽度均为3μm。
[0012]优选的，所述短轴、长轴均与所述吸收层的表面抵接，所述短轴与所述吸收层边沿的最短距离为2μm。
[0013]优选的，所述滤波结构的滤波公式为：
[0014][0015]其中，L
g
为所述滤波结构材质的电感。
[0016]优选的，C
g
的公式如下：
[0017][0018]其中，W是所述短轴的长度；a是所述吸收层和反射层的水平横截面的正方形的边长，g是所述最短距离的2倍；∈
re
是有效介电常数；∈0＝8.85
×
10
‑
12
F
·
m
‑1。
[0019]优选的，L
d
的公式如下：
[0020][0021]其中，∈
r
、h分别为所述吸收层的介电常数、厚度，ω为入射电磁波的角频率，k为介质中的波数。
[0022]优选的，所述滤波结构、反射层的厚度范围均为1
±
0.1μm。
[0023]优选的，所述滤波结构、反射层的材质均为金属；所述吸收层的材质为硅。
[0024]实施本技术上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：
[0025]本技术通过在顶端十字形状、且具备四重旋转对称性的滤波结构，解决了现有技术在吸收2THz电磁波时受偏振与水汽的影响导致的吸收率低的技术问题。本装置结构精巧，鲁棒性好，在没有水汽时，对2THz电磁波能够实现完全吸收；当存在水汽时，对2THz电磁波能够达到95％以上吸收率。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：
[0027]图1是本技术实施例的一种用于吸收2THz电磁波的装置的结构示意图；
[0028]图2是本技术实施例的一种用于吸收2THz电磁波的装置的结构拆分示意图；
[0029]图3是本技术实施例的一种滤波结构的结构拆分示意图；
[0030]图4是本技术实施例的一种滤波结构的长轴、短轴的尺寸大小及其在吸收层的水平表面的示意图；
[0031]图5是本技术实施例的各层横截面尺寸大小(a)对装置性能影响的仿真结果图；
[0032]图6本技术实施例的装置的等效电路图；
[0033]图7本技术实施例的水膜存在下对器件影响的仿真结果图；
[0034]图8本技术实施例的不同线偏振入射THz电磁波的吸收率仿真结果图；
[0035]图9本技术实施例的不存在与存在短轴的十字结构对2THz电磁波吸收率的对比图。
[0036]图中：1、滤波层；11、滤波结构；111、长轴滤波结构；112、短轴；12、水膜；2、吸收层；3、反射层。
具体实施方式
[0037]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本技术可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本技术的范围和实质。
[0038]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于吸收2THz电磁波的装置，其特征在于，包括依次固定连接的滤波层、吸收层和反射层；所述滤波层设置有滤波结构，所述滤波结构呈十字形状，具备四重旋转对称性；所述滤波结构包括多个相互交错连接的长轴，以及多个固定在所述长轴两端的短轴；入射的2THz电磁波经所述滤波层滤波后进入所述吸收层，一部分入射的所述2THz电磁波经所述吸收层吸收，另一部分未被吸收的所述2THz电磁波进入所述反射层，经所述反射层反射，反射后的所述2THz电磁波经所述吸收层吸收。2.根据权利要求1所述的用于吸收2THz电磁波的装置，其特征在于，所述吸收层和反射层的水平横截面均为正方形，其边长为66μm。3.根据权利要求1所述的用于吸收2THz电磁波的装置，其特征在于，所述长轴的数量为2个，每个所述长轴两端各固定连接一个所述短轴；每个所述长轴交叉设置形成十字形状，所述长轴、短轴形成重旋转对称性结构。4.根据权利要求1所述的用于吸收2THz电磁波的装置，其特征在于，每个所述长轴的长度为55μm；固定连接在每个所述长轴两端的每个所述短轴的长度均为16.8μm，其宽度均为3μm。5.根据权利要求1所述的用于吸收2THz电磁波的装置，其特征在于，所述短轴、长轴均与所述吸收层的表面抵接，所述短轴与所述吸收层边沿的最短...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天武，李恩恩，方广有，
申请(专利权)人：广东大湾区空天信息研究院，
类型：新型
国别省市：
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