光电导天线和具有其的太赫兹偏振探测器制造技术

本申请公开了一种光电导天线和具有其的太赫兹偏振探测器，属于太赫兹的技术领域。在此，光电导天线包括超透镜和包括多个光导天线组的天线模块。在本申请中通过使用超透镜可以将不同偏振态的太赫兹波精确聚焦到对应的光导天线组上，显著减小器件体积，并且本申请的光电导天线可以通过半导体工艺精确加工、大批量生产并且精确对准。量生产并且精确对准。量生产并且精确对准。

【技术实现步骤摘要】
光电导天线和具有其的太赫兹偏振探测器


[0001]本申请涉及太赫兹的
，具体地涉及一种光电导天线和具有其的太赫兹偏振探测器。

技术介绍

[0002]太赫兹是指介于微波和中红外波段之间的电磁波段，频率为0.1
‑
10THz(波长约为30μm至3mm)。太赫兹波段的电磁波具有频带宽、光子能量低、安全性好、强光谱分辨能力、相干性强等优点，因此在无线通信(如6G通信)、雷达和成像、医学诊断、材料标准、安全检测等领域具有广泛的应用前景。
[0003]现有技术中的太赫兹源发出的太赫兹波的发散角大，近似于点源辐射球面波。因此，现有技术中的太赫兹源需要贴合半球硅透镜使用，尤其在太赫兹偏振探测器的应用中，由于半球硅透镜非平面，使得其难以与光电导天线进行集成，并且需要复杂的技术手段使其与光电导天线精确对准，所需成本较高且量产难度大。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本申请在第一方面中提出了一种新型的光电导天线，其包括：
[0005]超透镜和天线模块，其中
[0006]超透镜包括超透镜衬底和设置在超透镜衬底上的周期性排布的纳米结构，
[0007]天线模块包括至少两个光导天线组，所述光导天线组彼此正交设置，并且天线模块在太赫兹波的入射方向上设置在超透镜的下游，
[0008]超透镜配置为，在太赫兹波入射的情况下，通过设置纳米结构的材料、几何参数和/或排布，根据入射的太赫兹波的偏振态，将不同偏振态的太赫兹波聚焦到不同的光导天线组上。
[0009]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，光导天线组彼此分离地设置在同一平面中。
[0010]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，光导天线组包括电极，所述电极能够构成为锥型结构、偶极子结构、螺旋形结构。
[0011]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，对于x偏振和y偏振，超透镜的纳米结构的相位分布满足：
[0012][0013][0014]其中x1、y1和x2、y2分别是所述光导天线组的位置坐标，f1和f2分别为超透镜对应所述x偏振和所述y偏振的焦距。
[0015]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，纳米结构包括各向异性结构。
[0016]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，所述各向异性结构包括矩形柱、椭圆柱、不对称的十字柱、正交矩形柱中的任一或其任意的组合。
[0017]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，所述天线模块的所述光导天线组设置在所述超透镜衬底的背离纳米结构的一侧上。
[0018]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，天线模块还包括用于承载光导天线组的天线衬底，光导天线组设置在天线衬底的背离超透镜的一侧上。
[0019]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，天线模块还包括用于承载光导天线组的天线衬底，光导天线组设置在天线衬底的朝向超透镜的一侧上。
[0020]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，纳米结构设置在超透镜衬底的朝向或背离天线衬底的一侧上。
[0021]在本申请的光电导天线的一个实施方式中，天线模块和超透镜通过晶圆级封装结合。
[0022]在本申请的第二方面中，提出一种太赫兹偏振探测器，其具有根据本申请任一实施方式中的光电导天线。
[0023]通过本申请的不同方面的各个实施方式可以实现的有益效果为：
[0024]1、通过使用超透镜可以实现对太赫兹波的精确聚焦，并且同时大大减小了器件的体积和重量。
[0025]2、通过设置至少两个光导天线组，其中光导天线组彼此正交设置，可以实现快速的全偏振态的探测。
[0026]3、由于光导天线组空间上彼此分离地设置，并且用超透镜将相应偏振态的太赫兹波精确聚焦到对应的光导天线组，可以有效避免信号串扰问题，从而可以实现对复杂的偏振信息进行探测。
[0027]4、将光导天线组彼此分离地设置在同一平面中，显著地简化了天线的设计和加工，因此其成本低、结构稳定性高且易于量产。
[0028]5、超透镜的平面特性使得其可以与天线集成设计。通过使用半导体工艺，可以将天线与超透镜精确对准。
附图说明
[0029]为了能更进一步了解本技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本技术加以限制。
[0030]图1示出本申请的光电导天线的一个实施方式中对应其中一种偏振光的结构示意图。
[0031]图2示出本申请的光电导天线的图1的实施方式中对应另一种偏振光的结构示意图。
[0032]图3示出本申请的光电导天线的另一实施方式中对应其中一种偏振光的结构示意图
[0033]图4示出本申请的光电导天线的图3的实施方式中对应另一种偏振光的结构示意图。
[0034]图5示出本申请中图3所示的实施方式的另一结构示意图。
[0035]图6示出本申请的光导天线组的一个实施方式的俯视图。
[0036]图7示出本申请的纳米结构单元的结构示意图。
[0037]图8示出本申请的纳米结构单元的另一结构示意图。
[0038]图9示出本申请的纳米结构的周期性排布的示意图。
[0039]图10示出基于三维交叉纳米线的光电导天线的结构示意图。
[0040]附图标记：
[0041]1、纳米结构；11、超透镜衬底；12、天线衬底；13、填充材料；2、光导天线组。
具体实施方式
[0042]现将在下文中参照附图更全面地描述本申请，在附图中示出了各实施方式。然而，本申请可以以许多不同的方式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，这些实施方式被提供使得本申请将是详尽的和完整的，并且将向本领域技术人员全面传达本申请的范围。通篇相同的附图标记表示相同的部件。再者，在附图中，为了清楚地说明，部件的厚度、比率和尺寸被放大。
[0043]本文使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而非旨在成为限制。除非上下文清楚地另有所指，否则如本文使用的“一”、“一个”、“该”和“至少之一”并非表示对数量的限制，而是旨在包括单数和复数二者。例如，除非上下文清楚地另有所指，否则“一个部件”的含义与“至少一个部件”相同。“至少之一”不应被解释为限制于数量“一”。“或”意指“和/或”。术语“和/或”包括相关联的列出项中的一个或更多个的任何和全部组合。
[0044]除非另有限定，否则本文使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有与本领域技术人员所通常理解的含义相同的含义。如共同使用的词典中限定的术语应被解释为具有与相关的技术上下文中的含义相同的含义，并且除非在说明书中明确限定，否则不在理想化的或者过于正式的意义上将这些术语解释为具有正式的含义。
[0045]“包括”或“包含”的含义指明了性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合，但是并未排除其他的性质、数量、步骤、操作、部件、部件或它们的组合。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电导天线，所述光电导天线在太赫兹波段工作，其特征在于，包括：超透镜和天线模块，其中所述超透镜包括超透镜衬底(11)和设置在超透镜衬底(11)上的周期性排布的纳米结构(1)，所述天线模块包括至少两个光导天线组(2)，所述光导天线组(2)彼此正交设置，并且所述天线模块在所述太赫兹波的入射方向上设置在所述超透镜的下游，所述超透镜配置为，在太赫兹波入射的情况下，通过设置所述纳米结构(1)的材料、几何参数和/或排布，根据入射的太赫兹波的偏振态，将不同偏振态的太赫兹波聚焦到不同的光导天线组(2)上。2.根据权利要求1所述的光电导天线，其特征在于，所述光导天线组(2)彼此分离地设置在同一平面中。3.根据权利要求1所述的光电导天线，其特征在于，所述光导天线组(2)包括电极，所述电极能够构成为锥型结构、偶极子结构或螺旋形结构。4.根据权利要求1所述的光电导天线，其特征在于，对于x偏振和y偏振，所述超透镜的纳米结构的相位分布满足：纳米结构的相位分布满足：其中x1、y1和x2、y2分别是所述光导天线组(2)的位置坐标，f1和f2分别为所述超透镜对应所述x偏振和所述y偏振的焦距。5.根据权利要求1所述的光电导天线，其特征在于，所述纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建发，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：