金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器制造技术

本发明专利技术公开了金属超表面‑液晶‑金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器。本发明专利技术所述器件包括第一介质衬底层、金属超表面层、液晶层、金属光栅层、第二介质衬底层。通过将金属超表面层、液晶层、金属光栅层组成一个可调的光子谐振腔，可实现增强的腔内偏振模式转换和动态调控的太赫兹波束偏折。通过改变入射光的频率，使得出射光束发生37.5～50°的偏折角度扫描；并且在入射光频率为0.69THz、偏折角度为47.5°的情况下，实现了50％的衍射强度和99.6％的高强度调制深度。该器件不仅具有设计灵活、易加工、价格低廉、调控范围大等优点，而且有利于集成化和小型化。因此，该器件可用于太赫兹光谱、成像、雷达和通信等系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太赫兹应用，具体涉及金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器。

技术介绍

1、太赫兹(thz，1thz＝1012thz)波通常定义为振荡频率为0.1-10thz范围内的电磁波，其波长范围在3mm～30μm，是宏观电子学向微观光子学的过渡区域。thz辐射因其独特的指纹光谱、高穿透性、低光子能量和宽带特性引起了广泛的关注，thz技术在成像、无损检测、生物医学和无线通信等领域有着广泛的应用。随着高性能、高灵敏thz源和探测器的快速发展，thz波及其相关的技术也得到了飞速地进步，其实际的应用离不开高性能thz功能器件的支撑，如调制器、波导、滤波器、隔离器、偏振器、相移器以及波前调控器件。其中，thz波束转向可以在透射或反射半空间控制波束方向[nat.photon.,2015,9(11):717-720]，从而实现波束的定向发射，是雷达和通信领域的关键功能器件之一。特别是，动态的thz光束转向器件对于实际应用来说更为重要[light:sci.appl.,2018,7(1):28]，可以对波束的方向或强度实现灵活地操控。传统的波束控制机械操纵本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述动态太赫兹波束偏折器包括依次排布设置的第一介质衬底层(1)、金属超表面层(2)、液晶层(3)、金属光栅层(4)、第二介质衬底层(5)；其中，所述金属超表面层(2)由六种不同的开口谐振环(6)通过周期性排列方式组成，且金属超表面层(2)镀设在第一介质衬底层(1)的背面；所述金属光栅层(4)由周期性间隔排列的金属栅条(8)组成，且金属光栅层(4)镀设在第二介质衬底层(5)的前侧，所述液晶层(3)由各向异性液晶分子(7)组成。

2.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特...

【技术特征摘要】

1.金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述动态太赫兹波束偏折器包括依次排布设置的第一介质衬底层(1)、金属超表面层(2)、液晶层(3)、金属光栅层(4)、第二介质衬底层(5)；其中，所述金属超表面层(2)由六种不同的开口谐振环(6)通过周期性排列方式组成，且金属超表面层(2)镀设在第一介质衬底层(1)的背面；所述金属光栅层(4)由周期性间隔排列的金属栅条(8)组成，且金属光栅层(4)镀设在第二介质衬底层(5)的前侧，所述液晶层(3)由各向异性液晶分子(7)组成。

2.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述介质衬底层(1)和介质衬底层(5)为300～500μm厚的非掺杂熔融石英光学玻璃。

3.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述金属光栅层(4)的厚度为200nm。

4.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述金属栅条(8)的厚度线宽为10～20μm，周期为20～40μm。

5.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述金属超表面层(2)的厚度为200nm。

6.根据权利要求1所述的金属超表面-液晶-金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器，其特征在于，所述金属超表面层(2)是由一系列开口谐振环在xy二维平面内周期性排列组成，且六个几何尺寸不...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀允允，范飞，常胜江，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：