[实用新型]一种光控可调谐太赫兹吸收器

说明书

本实用新型公开了一种光控可调谐太赫兹吸收器，包括底层金属反射板及其上方的介质基板，所述介质基板上贴覆有周期性结构单元，所述周期性结构单元由光控半导体硅贴片及金属贴片构成，包括位于介质基板中央的对称嵌套开口谐振环结构和分割圆环及沿介质基板四周均匀对称分布的双Y形条状结构。该吸收器在TE波和TM波下均有很好的吸收效果，不同的电导率代表不同水平的光激发，所以当调节表面光控半导体硅的电导率可以对其吸收效果进行有效的调节，进而使其在太赫兹波段达到超宽带吸收。

技术领域

本实用新型涉及一种超宽带太赫兹吸收器，尤其是一种基于光控开关的宽带超材料太赫兹吸收器，属于无线电通信、太赫兹器件技术领域。

背景技术

太赫兹波通常指频率范围在0.1-10THz，对应波长范围在3mm-30μm。太赫兹波介于红外波与毫米波之间，在电磁波频谱中占有特殊的位置，因此太赫兹波除了具有电磁波的波粒二象性之外，还具备许多其它电磁辐射所没有的优势，如：瞬态性、相干性、宽带性、低能性和高透性等。上世纪70年代，Fleming首次提出了太赫兹一词，其目的是为了描述迈克尔逊干涉仪的频率范围。由于太赫兹的独特特性，所以太赫兹在很多领域都有独特的应用，如：通信、分子生物、生物传感、太赫兹成像和太赫兹吸收器等。

传统意义上的太赫兹吸收器均是由单层复杂结构或者多层结构构成，且其吸收带宽一般达不到宽带吸收，在微波波段，我们可以通过加载集总电阻的方式来实现宽带吸收，但在太赫兹波段，集总电阻将失去其实际的作用。

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，而提供一种光控可调谐太赫兹吸收器，通过在介质基板上设置对称嵌套开口谐振环和阶梯型金属贴片以及分割圆环来实现在 THz波段的极化不敏感超宽带吸收，并且通过不同的电导率值来反映不同水平的光激发，从而通过调控介质基板表面光控半导体硅的电导率来对该吸收器的吸收带宽进行一定的调节。

本实用新型为解决上述问题采用以下技术方案：一种光控可调谐太赫兹吸收器，包括底层的金属反射板及其上方的介质基板，所述介质基板上贴覆有周期性结构单元，所述周期性结构单元包括位于介质基板中央的对称嵌套开口谐振环结构、分割圆环结构及沿介质基板四周均匀对称分布的双Y形条状结构，所述双Y形条状结构由光控半导体硅贴片及金属金贴片构成，嵌套开口谐振环结构由光控半导体硅贴片及金属金贴片构成，分割圆环结构由金属金构成。

本实用新型通过使用半导体光控开关以解决上述问题，半导体具有很高的电阻率，但是通过调节其电导率，其电阻率会相应的变化，进而可以拓宽吸收器的吸收带宽。基于以上特点，本实用新型的光控可调谐太赫兹吸收器，可以通过在吸收器结构中加半导体光控开关来实现太赫兹波段的宽带吸收。

进一步的，所述双Y形条状结构的数量为四个，且结构及其尺寸均相同，分别由两个Y 形金属贴片及其中间的光控半导体硅贴片构成。

进一步的，所述双Y形条状结构中间的光控半导体硅贴片长度为l₁＝1.445μm，宽度为 b＝0.765μm；所述Y形金属贴片的宽度由中间向外依次增大，呈阶梯形结构，所述阶梯形结构的长度由中间向外依次为a＝4.5μm,a₁＝3μm,a₂＝3μm,a₃＝6μm，且中间阶梯形结构的宽度为b＝1.35μm。

进一步的，所述Y形金属贴片的宽度从中间向外依次为前一个宽度的1.5倍。

进一步的，所述Y形结构的末端呈V形，其外角tanθ＝8/3，相邻两个阶梯形结构之间的夹角表示为tanθ₁＝-3/4。