一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元制造技术

技术编号:42680689 阅读:39 留言:0更新日期:2024-09-10 12:30
本发明专利技术公开了一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,用于对全空间太赫兹波进行多功能动态控制;将超表面单元在特定频带内(0.4‑0.44THz,0.7‑0.72THz)实现3‑bit状态编码,并分别在透射和反射模式下实现近315°的最大相移,从而实现对全空间太赫兹波进行动态可编程操纵;本发明专利技术采用了一种电可调谐液晶材料结合金属超表面用于相移,当入射太赫兹波与超表面相互作用时,通过外接偏置电压有源调控超表面的编码模式实现三种功能灵活切换,包括光束转向、轨道角动量和全息成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超表面设计,具体涉及一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元


技术介绍

1、太赫兹波具有低能量、高宽带和丰富的生物共振信息的优点,在无线通信,生物医学和无损检测等方面具有广阔的应用前景。太赫兹技术的发展导致了对适应这一波段的高效功能器件,尤其是小型化和集成化器件,需求的增加。能够动态重新配置该功能的多功能太赫兹设备对于进一步提高系统的集成化和扩展应用程序场景至关重要。超表面,一类由亚波长的人工结构元素组成的二维结构的超材料,被广泛应用于太赫兹器件中,以加强其与太赫兹波的相互作用。它们为操纵太赫兹的幅度、相位、极化和轨道角动量(oam)特性提供了前所未有的自由。

2、然而,对于传统的超表面设计而言,其单元结构是确定的,有限的电磁(em)特性就无法满足开发多功能集成的太赫兹器件的迫切需要。在实际应用中,太赫兹波的多功能动态控制被寄予厚望。近年来出现的基于数字编码超表面的可编程超表面提供了一种前景广阔的解决方案。通过有源切换编码序列,可编程超表面可表现出卓越的可编程em特性。一般来说,传统的可编程超表面器件可通过电,机械,光学和热学方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,从上至下结构依次包括:石英衬底(1),方环形十字结构金属贴片(2),取向层聚酰亚胺介质(3),液晶介质(4),聚酰亚胺(5),金属光栅(6),聚酰亚胺(7),液晶介质(8),聚酰亚胺(9),条形金属贴片(10),石英衬底(11)。

2.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,石英衬底(1)用于支撑超表面结构;金属均采用金,介电常数为3.7-3.8,损耗角正切为0.0002-0.0005,电导率为4.5×107-4.6×107。

3.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集...

【技术特征摘要】

1.一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,从上至下结构依次包括:石英衬底(1),方环形十字结构金属贴片(2),取向层聚酰亚胺介质(3),液晶介质(4),聚酰亚胺(5),金属光栅(6),聚酰亚胺(7),液晶介质(8),聚酰亚胺(9),条形金属贴片(10),石英衬底(11)。

2.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,石英衬底(1)用于支撑超表面结构;金属均采用金,介电常数为3.7-3.8,损耗角正切为0.0002-0.0005,电导率为4.5×107-4.6×107。

3.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,方环形十字结构金属贴片(2)作为谐振器,使结构具有高透射率或反射率。

4.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,金属光栅(6)作为滤波层,透射x极化波,反射y极化波,用于保证太赫兹波在不同的频段获得高效透射和反射。

5.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,条形金属贴片(10)与金属贴片(2),金属光栅(6)共同被用于施加偏置电压的电极;介质采用柔性聚酰亚胺材料,介电常数为3.0-3.6,损耗角正切为0.0001-0.05,其表面具有方向一致的沟槽,被用作取向层,使液晶分子按照沟槽的方向排列。

6.根据权利要求1所述的一种基于液晶的全空间集成太赫兹超表面单元,其特征在于,液晶介质(4),介电常数为2.55-3.65,损耗角正切为0.01-0.03。

7.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋玲王腾宇李春黄正伟
申请(专利权)人:南京林业大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1