动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法技术

本申请涉及一种动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法。动态太赫兹波束偏转器包括：功能层、中间层、衬底层；功能层包括可动结构、超材料结构、边缘区，可动结构上设置有超材料结构；衬底层的表面为金属反射层，金属反射层的面积大于等于超材料结构的面积；超材料结构通过中间层与金属反射层之间形成间隙；其中，间隙的尺寸可变，间隙的尺寸与外部电压相关；在不同的外部电压作用的情况下，超材料结构与金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到功能层的太赫兹波束的反射角度不同。采用该动态太赫兹波束偏转器能够降低太赫兹波束能量的损耗。束能量的损耗。束能量的损耗。

【技术实现步骤摘要】
动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法


[0001]本申请涉及太赫兹
，特别是涉及一种动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法。

技术介绍

[0002]随着太赫兹技术的发展，太赫兹波已广泛应用于无线通信、雷达探测、高分辨率成像等领域，动态地操纵太赫兹波束对于推进其应用发展至关重要。作为关键的太赫兹波束调控技术，动态太赫兹波束偏转具有极高的研究价值。
[0003]传统技术中，通过调整波束偏转器中超材料结构的组分材料实现对太赫兹波束偏转角度的调控。
[0004]然而，传统技术存在调控后的太赫兹波束能量损耗较大的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小太赫兹波束能量损耗的动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法。
[0006]第一方面，本申请提供了一种动态太赫兹波束偏转器。所述动态太赫兹波束偏转器包括：功能层、中间层、衬底层；所述功能层包括可动结构、超材料结构、边缘区，所述可动结构上设置有所述超材料结构；所述衬底层的表面为金属反射层，所述金属反射层的面积大于等于所述超材料结构的面积；所述超材料结构通过所述中间层与所述金属反射层之间形成间隙；其中，所述间隙的尺寸可变，所述间隙的尺寸与外部电压相关；
[0007]在不同的所述外部电压作用的情况下，所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度不同。
[0008]在其中一个实施例中，在所述外部电压大于等于预设阈值电压的情况下，所述可动结构带动所述超材料结构向所述金属反射层移动，所述超材料结构贴合于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间不存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度为0度。
[0009]在其中一个实施例中，在所述外部电压小于预设阈值电压的情况下，所述超材料结构悬浮于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度大于0度。
[0010]在其中一个实施例中，所述可动结构位于所述功能层的中央位置，所述可动结构的厚度小于所述边缘区的厚度。
[0011]在其中一个实施例中，所述边缘区设置在所述可动结构的周围；所述边缘区用于连接并固定所述可动结构。
[0012]在其中一个实施例中，所述可动结构的表面设置有所述超材料结构，所述超材料结构是由超材料单元构成的阵列；所述超材料单元之间存在相位响应梯度，所述相位响应梯度用于改变所述太赫兹波束的反射角度。
[0013]在其中一个实施例中，所述中间层与所述边缘区连接在一起，所述中间层的表面积小于所述边缘区的面积，以避免所述中间层接触所述可动结构。
[0014]第二方面，本申请还提供了一种动态太赫兹波束偏转器控制方法。所述方法应用于动态太赫兹波束偏转器，所述动态太赫兹波束偏转器包括：功能层、中间层、衬底层；所述功能层包括可动结构、超材料结构、边缘区，所述可动结构上设置有所述超材料结构；所述衬底层的表面为金属反射层，所述金属反射层的面积大于等于所述超材料结构的面积；所述超材料结构通过所述中间层与所述金属反射层之间形成间隙；所述方法包括：
[0015]在不同的外部电压作用的情况下，控制所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸；所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度不同。
[0016]在其中一个实施例中，所述在不同的外部电压作用的情况下，控制所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸，包括：
[0017]在所述外部电压大于等于预设阈值电压的情况下，控制所述可动结构带动所述超材料结构向所述金属反射层移动，所述超材料结构贴合于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间不存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度为0度。
[0018]在其中一个实施例中，所述在不同的外部电压作用的情况下，控制所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸，包括：
[0019]在所述外部电压小于预设阈值电压的情况下，控制所述超材料结构悬浮于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度大于0度。
[0020]第三方面，本申请还提供了一种动态太赫兹波束偏转器的控制装置。所述装置包括：
[0021]控制模块，用于在不同的外部电压作用的情况下，控制所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸；所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度不同。
[0022]第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第二方面所述的方法。
[0023]第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的方法。
[0024]第六方面，本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的方法。
[0025]上述动态太赫兹波束偏转器和动态太赫兹波束偏转器控制方法，动态太赫兹波束偏转器包括功能层、中间层、衬底层，功能层包括可动结构、超材料结构、边缘区，可动结构上设置有超材料结构，衬底层的表面为金属反射层，金属反射层的面积大于等于超材料结构的面积，超材料结构通过中间层与金属反射层之间形成间隙，其中，间隙的尺寸可变，间隙的尺寸与外部电压相关，在不同的外部电压作用的情况下，超材料结构与金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到功能层的太赫兹波束的反射角度不同，相比于传统技术，本申请
提供的动态太赫兹波束偏转器通过施加外部电压改变超材料结构与金属反射层之间的间隙，能够实现超材料结构与金属反射层之间间隙尺寸的变化，通过改变间隙尺寸即可实现对入射到功能层的太赫兹波束的反射角度的偏转，避免了因改变功能层材料的组分特性导致太赫兹波束的反射率较低，造成太赫兹波束能量的损耗的问题，能够有效的降低太赫兹波束能量的损耗；另外，本申请提供的动态太赫兹波束偏转器通过设计可动的超材料结构结构，就能够实现太赫兹波束的反射角度的的偏转，不仅结构简单，易于实现，而且动态太赫兹波束偏转器的体积小型化，更便于应用。
附图说明
[0026]图1为一个实施例中动态太赫兹波束偏转器的结构示意图；
[0027]图2为一个实施例中超材料结构贴合于金属反射层的示意图；
[0028]图3为一个实施例中超材料结构悬浮于金属反射层的示意图；
[0029]图4为一个实施例中超材料单元与太赫兹波反射角度关系的示意图；
[0030]图5为一个实施例中超材料结构悬浮于金属反射层时超材料单元的幅相响应的仿真结果图；
[0031]图6为一个实施例中超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，所述动态太赫兹波束偏转器包括：功能层、中间层、衬底层；所述功能层包括可动结构、超材料结构、边缘区，所述可动结构上设置有所述超材料结构；所述衬底层的表面为金属反射层，所述金属反射层的面积大于等于所述超材料结构的面积；所述超材料结构通过所述中间层与所述金属反射层之间形成间隙；其中，所述间隙的尺寸可变，所述间隙的尺寸与外部电压相关；在不同的所述外部电压作用的情况下，所述超材料结构与所述金属反射层之间的间隙尺寸不同，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度不同。2.根据权利要求1所述的动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，在所述外部电压大于等于预设阈值电压的情况下，所述可动结构带动所述超材料结构向所述金属反射层移动，所述超材料结构贴合于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间不存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度为0度。3.根据权利要求1所述的动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，在所述外部电压小于预设阈值电压的情况下，所述超材料结构悬浮于所述金属反射层，所述超材料结构与所述金属反射层之间存在所述间隙，入射到所述功能层的太赫兹波束的反射角度大于0度。4.根据权利要求3所述的动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，所述可动结构位于所述功能层的中央位置，所述可动结构的厚度小于所述边缘区的厚度。5.根据权利要求4所述的动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，所述边缘区设置在所述可动结构的周围；所述边缘区用于连接并固定所述可动结构。6.根据权利要求5所述的动态太赫兹波束偏转器，其特征在于，所述可动结构的表面设置有所述超材料结构，所述超材料结构是由超材料单元构成的阵列；所述超材料单元之间存在相位响应梯度，所述相位响应梯度用于改变所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵嘉昊，赵晓光，孙振词，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：