【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感，尤其涉及一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构。
技术介绍
1、位于微波和红外波段之间的太赫兹波，一般指频率从0.1thz到10thz的电磁波,因此属于高频波段范围。微波和红外波段是两个已经非常成熟的波段，相比之下，此频段在电磁波谱中位置特殊且研究理论复杂，是引起研究者广泛关注的新型领域。基于三维超表面的新型结构可以通过合理结构设计激发所需频率处的窄线宽谐振，为待测物的高灵敏度无损检测提供了强大的潜力。而目前已报道发表的传感结构通常具有单波段或双波段性能，且谐振峰/谷的带宽较宽，无法对待测物进行高灵敏度的精准检测。
2、因此，针对以上不足，为提高高频波段传感器的灵敏度，需要提供一种具有极窄线宽的的多波段高频优异传感结构。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的技术问题是解决现有传感器结构性能差、频段数量少、传感灵敏度低和q值低的问题。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，包括srr环、内vsrr环、外vsrr环、介质隔离层和薄膜层，若干个方形环状的srr环间隔阵列式分布在介质隔离层上端面，若干个方形环状的内vsrr环两两相对的立在介质隔离层上端面，内vsrr环位于srr环内圈的介质隔离层上；若干个方形环状的外vsrr环两两相对的立在介质隔离层上端面，外vsrr环位于srr环外圈的介质隔离层上；srr环、内
5、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，srr环、内vsrr环和外vsrr环均为介电常数为5.8×107s/m的铜材料制成，平面开口srr环具有两个非对称开口，并以一个srr环及该环周围的两个内vsrr环和两个外vsrr环组成一个谐振单元。
6、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，内vsrr环和外vsrr环底部开设有缺口，内vsrr环和外vsrr环上的缺口为对称式开口。
7、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，每个谐振单元以167μm为周期进行阵列分布。
8、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，介质隔离层的介电常数为3.75，介质隔离层厚度为19μm～20μm。
9、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，薄膜层采用vo2材料制成，选用不同介电常数用于表征vo2材料的不同相位特性。
10、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，薄膜层的介电常数采用drude模型表示为
11、
12、其中，
13、ε∞为恒定介电常数，选定为12；
14、为等离子体频率；
15、ω为thz波的频率
16、i为虚部；
17、γ为振荡频率，选定为5.735×1013rad/s。
18、作为对本专利技术的进一步说明，优选地，等离子体频率满足
19、
20、其中
21、σ0＝3×105s/m；
22、
23、(三)有益效果
24、本专利技术的上述技术方案具有如下优点：
25、本专利技术通过设计由多个平面和立式开口的谐振环组合成的多波段高性能传感结构，可在多个谐振频率处激发超窄线宽透波响应，且结构比多数已报道文献中的结构具有更多的透波频段数量、更好的传感灵敏度和更高的q值。
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1.一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：包括SRR环(1)、内VSRR环(2)、外VSRR环(3)、介质隔离层(4)和薄膜层(5)，若干个方形环状的SRR环(1)间隔阵列式分布在介质隔离层(4)上端面，若干个方形环状的内VSRR环(2)两两相对的立在介质隔离层(4)上端面，内VSRR环(2)位于SRR环(1)内圈的介质隔离层(4)上；若干个方形环状的外VSRR环(3)两两相对的立在介质隔离层(4)上端面，外VSRR环(3)位于SRR环(1)外圈的介质隔离层(4)上；SRR环(1)、内VSRR环(2)和外VSRR环(3)上部放置待测物(6)；薄膜层(5)覆盖在介质隔离层(4)下端面，THz波自上而下垂直照射待测物(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：SRR环(1)、内VSRR环(2)和外VSRR环(3)均为介电常数为5.8×107S/m的铜材料制成，平面开口SRR环(1)具有两个非对称开口，立式开口VSRR环(2)和VSRR环(3)设有对称开口，并以一个SRR环(1)及该环周围的两个内V
3.根据权利要求2所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：内VSRR环(2)和外VSRR环(3)底部开设有缺口，内VSRR环(2)和外VSRR环(3)上的缺口为对称式开口。
4.根据权利要求3所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：每个谐振单元以167μm为周期进行阵列分布。
5.根据权利要求4所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：介质隔离层(2)的介电常数为3.75，介质隔离层(2)厚度为19μm～20μm。
6.根据权利要求5所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：薄膜层(5)采用VO2材料制成，薄膜层(5)选用不同介电常数表征VO2材料的不同相位特性。
7.根据权利要求6所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：薄膜层(5)的介电常数采用Drude模型表示为
8.根据权利要求7所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：等离子体频率满足
...【技术特征摘要】
1.一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：包括srr环(1)、内vsrr环(2)、外vsrr环(3)、介质隔离层(4)和薄膜层(5)，若干个方形环状的srr环(1)间隔阵列式分布在介质隔离层(4)上端面，若干个方形环状的内vsrr环(2)两两相对的立在介质隔离层(4)上端面，内vsrr环(2)位于srr环(1)内圈的介质隔离层(4)上；若干个方形环状的外vsrr环(3)两两相对的立在介质隔离层(4)上端面，外vsrr环(3)位于srr环(1)外圈的介质隔离层(4)上；srr环(1)、内vsrr环(2)和外vsrr环(3)上部放置待测物(6)；薄膜层(5)覆盖在介质隔离层(4)下端面，thz波自上而下垂直照射待测物(6)。
2.根据权利要求1所述的一种基于平面和立式开口谐振环的高频段优异传感结构，其特征在于：srr环(1)、内vsrr环(2)和外vsrr环(3)均为介电常数为5.8×107s/m的铜材料制成，平面开口srr环(1)具有两个非对称开口，立式开口vsrr环(2)和vsrr环(3)设有对称开口，并以一个srr环(1)及该环周围的两个内vsrr环(2)和两个外vs...
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