平面槽深渐变彩虹局域器制造技术

本发明专利技术公开了一种平面槽深渐变彩虹局域器，平面槽深渐变彩虹局域器为平面结构，平面槽深渐变彩虹局域器由周期性排列的金属单元（1）组成，金属单元（1）的大小和形状均相同，金属单元（1）上均设置有垂直于周期渐变彩虹局域器长度方向的凹槽（11），凹槽（11）均位于周期渐变彩虹局域器的同侧，从周期渐变彩虹局域器的一端到另一端，凹槽（11）的深度逐渐递增或递减。本发明专利技术提供了一种基于人工表面等离极化激元的、平面槽深渐变彩虹局域器。这种彩虹局域器的工作带宽大，可以使特定频段的电磁波停留在不同的位置，并且可以通过等比例放大或缩小尺寸就可以使其工作在任意频段内。因此具有很高的潜在应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于人工表面等离极化激元领域，具体涉及ー种平面槽深渐变彩虹局域器。
技术介绍
基于表面等离极化激元(Surface Plasmon Polariton)的波导可以传导与传统光子电路相同大小带宽的电磁波，并且不受衍射极限的限制。这使得SPP器件在将来很可能实现光子与电子元器件在纳米尺度上的完美结合，因此广受学者关注。然而自然界的SPP仅存在于光波段，为了在较低频段(THz、GHz)实现SPP，人们提出了人工表面等离极化激元(Spoof Surface Plasmon Polariton)。SSPP是一种可以人工设计，通过改变结构參数，改变表面波色散曲线的新型材料。经过近几年的发展，SSPP得到了长足的发展，在器件设计上有着广泛的应用。彩虹局域是现代科学领域超材料和慢波的结合。SSPP实现慢波的技术相当于传统减慢或者储存电磁波的技术来说，有着以下的重大优势 1.辐射小 2.带宽大 3.尺寸小 因此，需要一种彩虹局域器以实现上述功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于人工表面等离极化激元的平面槽深渐变彩虹局域器。为实现上述专利技术目的，本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器可采用如下技术方案 ー种平面槽深渐变彩虹局域器，所述平面槽深渐变彩虹局域器为平面结构，所述平面槽深渐变彩虹局域器由周期性排列的金属单元组成，所述金属単元的大小和形状均相同，所述金属単元上均设置有垂直于所述周期渐变彩虹局域器长度方向的凹槽，所述凹槽均位于所述周期渐变彩虹局域器的同侧，从所述周期渐变彩虹局域器的一端到另一端，所述凹槽的深度逐渐递增或递减。专利技术原理平面槽深渐变彩虹局域器是基于人工表面等离极化激元的慢波器，其単元结构为金属単元和位于金属単元上的凹槽。当电磁波沿着平面槽深渐变彩虹局域器的一端向另一端激励时，入射电磁波会在器件表面形成表面波，满足特定的色散关系。由于群速度满足关系= g，当群速度减小至零吋，电磁波变停止。不同频率电磁波可以停留在不同槽深的位置。此特点使得其在实际应用下有着重大的发展前景。与
技术介绍
相比，本专利技术提供了一种基于人工表面等离极化激元的、平面槽深渐变彩虹局域器。这种彩虹局域器的工作带宽大，可以使特定频段的电磁波停留在不同的位置，并且可以通过等比例放大或缩小尺寸就可以使其工作在任意频段内。因此具有很高的潜在应用价值。本专利技术结构简单，为金属単元和位于金属単元上的凹槽周期排列組成。相比于其他传输线结构，例如导体夹带介质层的带状线、微带线等，结构十分简单。本专利技术的传输损耗小，电磁波可以传播几十个周期结构。传统的波导结构，例如双线传输线、同轴线，当频率升高到微波段时，传输损耗就十分之大。附图说明图I是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器金属単元的主视 图2是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器金属単元的俯视图； 图3是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器的仿真结构示意 图4是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器的实物 图5是通过改变槽深得到的不同色散曲线； 图6是通过改变槽深得到的不同频率电磁波的槽深-群速度曲线； 图7是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器实现彩虹局域现象的ニ维仿真结果； 图8是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器实现彩虹局域现象的ニ维测量结果； 图9是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器实现彩虹局域现象的ー维仿真结果； 图10是本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器实现彩虹局域现象的一维测量結果。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进ー步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。请參阅图I、图2、图3和图4所示，本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器基于人工表面等离极化激元，平面槽深渐变彩虹局域器为平面结构，平面槽深渐变彩虹局域器由周期性排列的金属単元I组成，金属単元I的大小和形状均相同，其中，金属単元I的数量根据需要设置。金属単元I上均设置有垂直于周期渐变彩虹局域器长度方向的凹槽11，凹槽11均位于周期渐变彩虹局域器的同侧，从周期渐变彩虹局域器的一端到另一端，凹槽11的深度逐渐递增或递減。金属单元为平面化等离极化激元单元结构。金属単元可以利用光刻、PCB加工技术，在薄的或厚的介质基底上刻蚀成平面结构；或者在薄的金属片上刻蚀周期単元结构。平面化结构容易实现器件集成。本实施例中，金属単元I的形状为矩形片。凹槽11位于金属単元I的中部。相邻凹槽11之间的深度差均相同。相邻凹槽11之间的深度差即为凹槽11的深度渐变速率。凹槽11的宽度均相同。金属単元I为等离子超材料，其厚度小于等于O. 02_。本专利技术尺寸小，金属単元的长度、高度尺寸小于工作波长，厚度远远小于工作波长。平面槽深渐变彩虹局域器是基于人工表面等离极化激元的慢波器，其単元结构为图I和图2所示的金属単元I和位于金属単元上的凹槽11结构。当电磁波沿着图2从左至右的方向激励吋，入射电磁波会在器件表面形成表面波，满足图5所示的色散关系。由于群速度 两足关系Vg = ,当群速度减小至零吋，电磁波变停止。图6所示不同频率电磁波停留在不同槽深的位置。此特点使得其在实际应用下有着重大的发展前景。请參阅图7、图8、图9和图10所示，仿真结果和实验结果显示:9. OGHz、9. 5GHz、10. OGHzUO. 5GHz的电磁波停留在不同的位置，实现了彩虹局域现象。与现有技术相比，本专利技术的优势 1、本专利技术尺寸小；· 2、本专利技术带宽大，支持的频段范围较宽； 3、本专利技术结构简单，为周期金属凹槽周期排列组成。相比于其他传输线结构，例如导体夹带介质层的带状线、微带线等，结构十分简单； 4、本专利技术的传输损耗小，电磁波可以传播几十个周期结构。传统的波导结构，例如双线传输线、同轴线，当频率升高到微波段时，传输损耗就十分之大。如上所述，本专利技术与
技术介绍
相比，本专利技术平面槽深渐变彩虹局域器将单元结构向ー个方向进行周期沿拓，并实现槽深渐变，即可得到平面槽深渐变彩虹局域器。该局域器具有平面化“零”厚度，带宽大，结构简单，传输损耗小的特点，因此在微波器件新型设计等领域具有重要的应用前景。权利要求1.一种平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述平面槽深渐变彩虹局域器为平面结构，所述平面槽深渐变彩虹局域器由周期性排列的金属单元(I)组成，所述金属单元(I)的大小和形状均相同，所述金属单元(I)上均设置有垂直于所述周期渐变彩虹局域器长度方向的凹槽(11)，所述凹槽(11)均位于所述周期渐变彩虹局域器的同侧，从所述周期渐变彩虹局域器的一端到另一端，所述凹槽(11)的深度逐渐递增或递减。2.如权利要求I所述的平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述金属单元(I)的形状为矩形片。3.如权利要求I所述的平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述凹槽(11)位于所述金属单元(I)的中部。4.如权利要求I所述的平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，相邻所述凹槽(11)之间的深度差均相同。5.如权利要求I所述的平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述凹槽(11)的宽度均相同。6.如权利要求I所述的平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述金属单元为平面化等离极化激元单元结构。7.如权利要求I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面槽深渐变彩虹局域器，其特征在于，所述平面槽深渐变彩虹局域器为平面结构，所述平面槽深渐变彩虹局域器由周期性排列的金属单元（1）组成，所述金属单元（1）的大小和形状均相同，所述金属单元（1）上均设置有垂直于所述周期渐变彩虹局域器长度方向的凹槽（11），所述凹槽（11）均位于所述周期渐变彩虹局域器的同侧，从所述周期渐变彩虹局域器的一端到另一端，所述凹槽（11）的深度逐渐递增或递减。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔铁军，杨艳，赵沛，沈晓鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：