一种柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片制造技术

本发明专利技术公开一种柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片，包括：对太赫兹波

【技术实现步骤摘要】
一种柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片


[0001]本专利技术属于太赫兹波片
，具体涉及一种柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片
。

技术介绍

[0002]太赫兹波通信技术被认为是第六代移动通信技术
(6G)
的革命性技术
。
在通信中，电磁波的偏振信息对于通信过程是至关重要的，线偏振波在传播过程中遇到散射常会引起偏振方向偏转，这将导致接收端电磁波与接收天线的偏振失配，而利用圆偏振波通信可以有效缓解这样的传输干扰
。
并且，随着可穿戴式智能终端设备的日益增多，人们在研发通讯设备的过程中也需要考虑器件在弯曲过程中的性能变化，从而研究能够实现性能稳定的圆偏振态调控的柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片愈发必要
。
[0003]目前商用的太赫兹源所发射的通常都是具有线偏振态的太赫兹波，利用传统天然材料来实现太赫兹波的偏振调控往往面临着带宽窄
、
体积大
、
不易弯曲变形等缺点
。
超构材料具有优异的电磁波操纵能力，能够克服这些缺点
。
近年来，人们基于各向异性超构材料或手性超构材料实现了对太赫兹波圆偏振态的宽带调控，这为太赫兹波通信技术的发展奠定了一定基础
。
然而，目前的超构材料大都设计在刚性衬底上，不能与可穿戴的柔性无线通信终端设备兼容，虽然人们也开始基于超构材料来设计具有一定弯曲能力的柔性太赫兹圆偏振调控器件，但是往往弯曲后圆偏振性能无法保持，因此不能在弯曲情况下发挥相关的功能
。
因此设计一种在不同弯曲情况下，仍然能够稳定地从宽带线偏振太赫兹波转换成宽带左旋圆偏振太赫兹波
(
或宽带右旋太赫兹波
)
的四分之一波片十分必要
。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术结合柔性材料和亚波长尺度的手性
L
型单元结构，提出一种柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片，在弯曲程度不同的情况下依然能够稳定地实现宽带太赫兹波从线偏振态到圆偏振态的转换
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种柔性的太赫兹波段四分之一波片，主要包括：柔性透明薄膜，所述柔性透明薄膜具有对太赫兹波
75
％以上的透射率；形成于所述柔性透明薄膜上表面的金属
L
型结构单元阵列，其中的
L
型结构单元为亚波长尺度，具有首尾连接
、
垂直布置的两条臂；形成于所述柔性透明薄膜下表面的金属反射膜；所述太赫兹波段四分之一波片还被构造为：所述太赫兹波段四分之一波片处于平面状态或者弯曲状态时，当入射角在预设角度范围内的线偏振的太赫兹波照射到所述太赫兹波段四分之一波片上表面时，所述
L
型结构单元阵列与太赫兹波相互作用，实现太赫兹波从线偏振态到右旋圆偏振态或者左旋圆偏振态的宽带转换；所述太赫兹波段四分之一波片处于弯曲状态时，曲率半径不小于预设值
。
[0007]作为一种优选方案，所述柔性透明薄膜的厚度为
20
‑
100
微米；所述
L
型单元结构中两条臂的长度
l
为
110
‑
140
微米，宽度
w
为
25
‑
45
微米
。
[0008]作为一种优选方案，所述柔性透明薄膜的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚酰亚胺
、
聚甲基丙烯酸甲酯
、
聚碳酸酯
、
聚丙烯
、
聚氯乙烯
、
热塑性聚氨酯弹性体橡胶
、
聚苯乙烯
、
聚砜
、
透明尼龙中的至少一种
。
[0009]作为一种优选方案，所述
L
型结构单元阵列的厚度为
50
‑
200
纳米
。
[0010]作为一种优选方案，所述
L
型结构单元阵列沿两条臂的两个正交方向的周期为
120
‑
240
微米
。
[0011]作为一种优选方案，所述
L
型结构单元阵列沿两条臂的两个正交方向的周期相同；所述
L
型单元结构中的两条臂的长度相等
。
[0012]作为一种优选方案，所述
L
型结构单元的材质为导电金属金
、
银
、
铜
、
铝，或者上述合金材料
。
[0013]作为一种优选方案，所述金属反射膜的材质为导电金属金
、
银
、
铜
、
铝，或者上述合金材料
。
[0014]作为一种优选方案，所述金属反射膜的厚度为
100
‑
500
纳米
。
[0015]作为一种优选方案，所述柔性透明薄膜具有对太赫兹波
90
％以上的透射率
。
[0016]作为一种优选方案，所述金属反射膜具有对太赫兹波
95
％以上的宽带反射率
。
[0017]作为一种优选方案，所述预设角度范围为0～
60
度；所述预设弯曲的曲率半径为
0.1
米及以上
。
[0018]本专利技术公开的柔性的宽带太赫兹波段四分之一波片，具有以下有益效果：
[0019]1)
具有宽角度入射下稳定工作的特点，在使用时，电磁波的入射角度在预设角度范围内
(
例如，0～
60
度
)
都可以正常稳定的工作，实现宽带太赫兹波从线偏振态到圆偏振态的转换
。
并且，基于宽带太赫兹波段四分之一波片柔性可弯曲的特性，其在弯曲的曲率半径大于等于预设值
(
例如，
0.1
米
)
时，都可以保证出射的太赫兹波的圆偏振特性的稳定性
。
[0020]2)
具有优异的宽带电磁波操纵能力，可通过设计合适的
L
型结构单元中两条臂的几何尺寸和中间介质层
(
即柔性透明薄膜
)
的厚度，有效调控两个正交方向上电偶极子的时间响应，以此控制出射波在两个正交方向上电场分量间的振幅比值和相位差
。
[0021]3)
具有较高的偏振转化效率，理论上宽带太赫兹波段四分之一波片在未弯曲时，可以通过优化测量步骤和提高样品的质量达到
95
％以上的右旋圆偏振转化效率
(
或者
95
％以上的左旋圆偏振转化效率
)。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种柔性的太赫兹波段四分之一波片，其特征在于，包括：柔性透明薄膜，所述柔性透明薄膜具有对太赫兹波
75
％以上的透射率；形成于所述柔性透明薄膜上表面的金属
L
型结构单元阵列，其中的
L
型结构单元为亚波长尺度，具有首尾连接
、
垂直布置的两条臂；形成于所述柔性透明薄膜下表面的金属反射膜；所述太赫兹波段四分之一波片还被构造为：所述太赫兹波段四分之一波片处于平面状态或者曲率半径不小于预设值的弯曲状态时，当入射角在预设角度范围内的线偏振的太赫兹波照射到其上表面，所述
L
型结构单元阵列与太赫兹波相互作用，实现太赫兹波从线偏振态到右旋圆偏振态或者左旋圆偏振态的宽带转换
。2.
如权利要求1所述的太赫兹波段四分之一波片，其特征在于，所述柔性透明薄膜的厚度为
20
‑
100
微米；所述
L
型单元结构中两条臂的长度
l
为
110
‑
140
微米，宽度
w
为
25
‑
45
微米
。3.
如权利要求1所述的太赫兹波段四分之一波片，其特征在于，所述柔性透明薄膜的材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯
、
聚酰亚胺
、
聚甲基丙烯酸甲酯
、
聚碳酸酯
、
聚丙烯
、
聚氯乙烯
、
热塑性聚氨酯弹性体橡胶
、
聚苯乙烯
、
聚砜
、
透明尼龙中的至少一种
。4.
如权利要求1所述的太赫兹波段四分之一波片，其特征在于，所述
L
型结构单元阵列的厚度为

【专利技术属性】
技术研发人员：彭茹雯，范仁浩，王牧，陈乐迪，祁冬祥，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：