全介质对称破缺太赫兹波传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种全介质对称破缺太赫兹波传感器，包括介质衬底层，介质衬底层上设置有介质单元，介质单元周围设有一圈介质墙，待测物被介质墙围在介质单元表面，盖板盖在介质墙上将待测物封住

【技术实现步骤摘要】
全介质对称破缺太赫兹波传感器


[0001]本专利技术属于超材料
，具体涉及一种全介质对称破缺太赫兹波传感器
。

技术介绍

[0002]太赫兹波波长介于微波与红外之间，频率范围在
0.1THz
到
10THz
之间，由于太赫兹波光子能量低以及许多生物大分子以及化学键的共振频率都落在了太赫兹波段的特点，所以其在生物化学无损传感检测领域具有十分广阔的应用前景
。
超材料是指具有亚波长周期性结构排列的新型材料，超材料具有许多传统材料不具备的特性例如：负介电常数
、
负磁导率
、
负折射率等
。
尤其是在自然界中很少有在太赫兹波段产生良好电磁响应的材料，所以超材料成为了一种调控太赫兹波的有效手段
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种全介质对称破缺太赫兹波传感器，解决了现有技术中存在的太赫兹波传感器灵敏度低，无法实现痕量物质检测的问题
。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，全介质对称破缺太赫兹波传感器，包括介质衬底层，介质衬底层上设置有介质单元，介质单元周围设有一圈介质墙，待测物被介质墙围在介质单元表面，盖板盖在介质墙上将待测物封住
。
[0005]本专利技术的特点还在于，
[0006]介质单元包括若干呈周期性阵列排列的介质图样，若干介质图样结构均相同，均包括四个介质单体，四个介质单体呈正方形形状布局排布
。
[0007]介质图样的周期为
P
，
P
取值范围为
75
～
300
μ
m。
[0008]介质单体横截面均为去除对角方向两个角的正方形，去除对角方向两个角后原本的对角方向呈同心圆弧状，其中一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r1
，
r1
取值范围为
12.5
～
50
μ
m
，另一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r2
，
r2
的取值范围与
r1
相同
。
[0009]位于同侧的两个所述介质单体相邻两边之间的距离为
D1
，
D1
的取值范围为5～
20
μ
m
，另一侧两个所述介质单体相邻两边之间的距离为
D2
，
D2
的取值范围与
D1
相同
。
[0010]介质图样的厚度
H
＝
2P/3
，介质图样材料为折射率为
3.45
的硅材料
。
[0011]介质衬底层的厚度
h
＝
1.5
×
P
，介质衬底层材料为石英
、
蓝宝石中的其中一种
。
[0012]介质墙高度
W
＝
2H
，介质墙材料与介质衬底层材料相同
。
[0013]盖板材料为玻璃
。
[0014]本专利技术的有益效果是，全介质对称破缺太赫兹波传感器，利用全介质材料实现的对称破坏型连续域中的束缚态，通过旋转结构
、
移动中心减去圆位置
、
改变结构间距
、
改变外侧角圆弧半径以实现破坏对称保护型连续域中的束缚态的结构，从而大幅提高器件的品质因数以及传感灵敏度，并且可实现对痕量物质的检测
。
[0037]本专利技术全介质对称破缺太赫兹波传感器，结合图1～图2，包括介质衬底层1，介质衬底层1上设置有介质单元，介质单元周围设有一圈介质墙3，待测物4被介质墙3围在介质单元表面，盖板5盖在介质墙3上将待测物4封住
。
[0038]介质单元包括若干呈周期性阵列排列的介质图样2，若干介质图样2结构均相同，均包括四个介质单体，四个介质单体呈正方形形状布局排布
。
[0039]介质单体横截面均为去除对角方向两个角的正方形，去除对角方向两个角后原本的对角方向呈同心圆弧状，圆弧中心为
O1
，其中一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r1
，
r1
取值范围为
12.5
～
50
μ
m
，另一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r2
，
r2
的取值范围与
r1
相同
。
[0040]位于同侧的两个所述介质单体相邻两边之间的距离为
D1
，
D1
的取值范围为5～
20
μ
m
，另一侧两个所述介质单体相邻两边之间的距离为
D2
，
D2
的取值范围与
D1
相同
。
[0041]介质图样2的厚度
H
＝
2P/3
，介质图样2材料为折射率为
3.45
的硅材料
。
[0042]介质衬底层1的厚度
h
＝
1.5
×
P
，介质衬底层1材料为石英
、
蓝宝石中的其中一种
。
[0043]介质墙3高度
W
＝
2H
，介质墙3材料与介质衬底层1材料相同
。
[0044]盖板5材料为玻璃
。
[0045]实施例2[0046]本专利技术全介质对称破缺太赫兹波传感器，结合图1～图2，包括介质衬底层1，介质衬底层1上设置有介质单元，介质单元周围设有一圈介质墙3，待测物4被介质墙3围在介质单元表面，盖板5盖在介质墙3上将待测物4封住
。
[0047]介质单元包括若干呈周期性阵列排列的介质图样2，若干介质图样2结构均相同，均包括四个介质单体，四个介质单体呈正方形形状布局排布
。
[0048]介质图样2的周期为
P
，
P
取值范围为
75
～
300
μ
m。
[0049]介质单体横截面均为去除对角方向两个角的正方形，去除对角方向两个角后原本的对角方向呈同心圆弧状，圆弧中心为
O1
，其中一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r1
，
r1
取值范围为
12.5
～
50
μ
m
，另一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r2
，
r2
的取值范围与
r1
相同
。
[0050]介质图样2的厚度
H
＝
2P/3
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
全介质对称破缺太赫兹波传感器，其特征在于，包括介质衬底层
(1)
，介质衬底层
(1)
上设置有介质单元，介质单元周围设有一圈介质墙
(3)
，待测物
(4)
被介质墙
(3)
围在介质单元表面，盖板
(5)
盖在介质墙
(3)
上将待测物
(4)
封住
。2.
根据权利要求1所述的全介质对称破缺太赫兹波传感器，其特征在于，所述介质单元包括若干呈周期性阵列排列的介质图样
(2)
，若干介质图样
(2)
结构均相同，均包括四个介质单体，四个介质单体呈正方形形状布局排布
。3.
根据权利要求1所述的全介质对称破缺太赫兹波传感器，其特征在于，所述介质图样
(2)
的周期为
P
，
P
取值范围为
75
～
300
μ
m。4.
根据权利要求1所述的全介质对称破缺太赫兹波传感器，其特征在于，所述介质单体横截面均为去除对角方向两个角的正方形，去除对角方向两个角后原本的对角方向呈同心圆弧状，其中一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r1
，
r1
取值范围为
12.5
～
50
μ
m
，另一侧两个介质单体外边缘圆弧段半径
r2
，
r2
的取值范围与
r1
相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，陈文烁，旋太杰，崔子健，孙广成，侯磊，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：