[实用新型]一种补丁形固态等离子体可调谐超宽带THz吸波器

说明书

本实用新型公开了一种补丁形固态等离子体可调谐超宽带THz吸波器，其主要结构包括最底层的金属反射板，所述金属反射板上方设有介质基板，介质基板上方设有谐振单元。本实用新型使用固态等离子体材料，固态等离子体谐振单元有两种工作状态，激励状态和未激励状态，通过加载偏置电压进行激励控制固态等离子体的激励与未激励状态，从而实现该吸波器在THz波段的宽带可调谐。该吸波器的工作频段在激励区域选择合适的情况下，可以达到66.3%的相对带宽。该吸波器具有结构通俗，极化不敏感，设计灵活，功能性强等特点。

技术领域

本实用新型涉及一种补丁形固态等离子体可调谐超宽带THz吸波器，属于无线电通信、THz器件领域。

背景技术

新型超材料在近年来越来越受到学者们的关注，超材料作为一种合成材料有许多自然界的材料所不具备的物理特性，比如负介电常数、负折射率，这是由超材料的内部结构所决定的。最初，因为电磁波在超材料中传播时，不像传统材料满足右手螺旋法则，而是满足左手螺旋法则，因而被称为左手材料。随着研究的不断推进，人们发现左手材料具有更广泛的应用前景。随着近年来技术的不断发展，超材料的研究波段渐渐从微波波段发展到现在的毫米波，远红外和可见光波段。因为超材料吸波器的尺寸往往远小于它的工作波长，所以可以在较小的尺寸下实现对入射电磁波特定波段的吸收。

当固态等离子体未被激励时，会表现出介质特性，当固态等离子体被激励之后，会呈现出金属特性。激励条件不同时，固态等离子体的振荡频率也不同。基于固态等离子体的这种特性，采用固态等离子体作为谐振单元的材料，可以设计出可调谐的超材料吸波器。

本实用新型谐振单元的材料采用固态等离子体，在固态等离子体谐振单元两端加载偏置电压进行激励，通过激励不同的固态等离子体区域来实现该吸波器在THz波段的超宽带吸收和动态调谐。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术的不足而提供一种补丁形固态等离子体可调谐超宽带THz吸波器，通过在固态等离子体谐振单元两端加载偏置电压进行激励，进而改变谐振单元的介质、金属状态，实现吸波器在THz波段的动态调谐。

本实用新型为解决上述问题采用以下技术方案：

本实用新型提供一种补丁形固态等离子体可调谐超宽带THz吸波器，包括底层反射板，所述底层反射板上设有介质基板，所述介质基板上方设有固态等离子体谐振单元，所述固态等离子体谐振单元由三层等间距设置的呈方环形的固态等离子体谐振层构成。

作为本实用新型的进一步技术方案，所述固态等离子体谐振层由形状相同、大小不同的三层组成，各层均为补丁形，包括呈正方形的谐振单元，所述正方形的各边等间距垂直设有呈长方形的谐振片，所述固态等离子体谐振层的厚度均为1.5 μm。

进一步的，外层谐振单元的外边长为39.2 μm，其上长方形谐振片的宽为1.12 μm，长为3.36 μm，各长方形谐振片间距为1.12 μm；中间层谐振单元的外边长为28 μm，其上长方形谐振片的宽为1.12 μm，长为3.36 μm，各长方形谐振片间距为1.12 μm；内层谐振单元的外边长为16.8 μm，其上长方形谐振片的宽为1.12 μm，长为3.36 μm，各长方形谐振片间距为1.12 μm。

进一步的，所述固态等离子体谐振单元具有两种状态，即激励状态和未激励状态，通过在固态等离子体谐振单元两端加载偏置电压进行激励，未激励的固态等离子体谐振单元表现出介质特性，即为未激励状态；激励时表现为金属特性，即为激励状态。