[发明专利]可透可反双功能太赫兹波分束器及其方法

说明书

本发明公开了一种可透可反双功能太赫兹波分束器及其方法。它包括太赫兹波输入端、N×N个单元结构，N为自然数；N×N个单元结构周期排列与太赫兹波输入方向垂直的平面上，单元结构包括全介质柱状结构、聚酰亚胺介质层、衬底二氧化钒。其中，单元结构有两种，一种单元结构的全介质柱状结构为第一等腰三角柱体，另一种单元结构的全介质柱状结构为大等腰三角柱体，两种单元结构中间介质层都为聚酰亚胺，底层都为二氧化钒，其中底层二氧化钒在达到相变条件后实现控制所设计结构透射反射的作用。本发明的可透可反双功能太赫兹分束器具有结构简单，材料容易制备，且可以在不改变结构的情况下通过温度变化实现透射反射的转换，满足在太赫兹波系统应用要求。

技术领域

本发明涉及太赫兹波应用技术领域，尤其涉及可变材料的可透可反双功能太赫兹波分束器及其方法。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～10THz，波长为3000～30μm范围内的电磁波，它在长波段与毫米波相重合，而在短波段与红外线相重合，太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置。因此太赫兹技术在高速通信和成像等领域具有广泛应用前景。作为太赫兹波控制重要器件之一的太赫兹波分束器引起了国内外研究人员的广泛关注。近年来，各种太赫兹滤波器、太赫兹波开关、太赫兹波调制器等都有研制的报道。在设计太赫兹器件的过程中，一旦加工制作好就无法改动，所以往往功能单一，不具有多功能的特性，不可调控，限制了太赫兹技术的应用和发展，

发明内容

本发明为了克服现有技术不足，提供一种可透可反双功能太赫兹波分束器。本发明可以通过温度调控超表面的反射分束和透射分束两种功能。本发明结构简单，易于加工，是能够实现集透射和反射于一体的多功能器件。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可透可反双功能太赫兹波分束器，其包括太赫兹波输入端、N×N个单元结构，N为大于8的自然数；N×N个单元结构周期排列于太赫兹波输入方向垂直的平面上构成太赫兹波分束器，其顶面作为太赫兹波输入端，且所述单元结构具有第一等腰三角柱单元结构和第二等腰三角柱单元结构两类；N×N个单元结构组成的阵列中，以4列为一个周期单元，每个周期单元中的所有单元结构均统一为第一等腰三角柱单元结构或第二等腰三角柱单元结构，由第一等腰三角柱单元结构构成的周期单元和由第二等腰三角柱单元结构构成的周期单元交替排布；每个所述第一等腰三角柱单元结构包括全介质第一等腰三角柱结构、聚酰亚胺介质层和衬底二氧化钒；其中全介质第一等腰三角柱结构位于聚酰亚胺介质层上方，衬底二氧化钒位于聚酰亚胺介质层下方；每个所述第二等腰三角柱单元结构包括全介质第二等腰三角柱结构、聚酰亚胺介质层和衬底二氧化钒；其中全介质第二等腰三角柱结构位于聚酰亚胺介质层上方，衬底二氧化钒位于聚酰亚胺介质层的下方；全介质第一等腰三角柱结构的横截面为第一等腰三角形，全介质第二等腰三角柱结构的横截面为第二等腰三角形，且第二等腰三角形的尺寸大于第一等腰三角形，第一等腰三角柱单元结构与第二等腰三角柱单元结构具有180°或接近180°的相位差。

上述方案中的各部件具体参数可采用如下优选方式：

作为优选，所述第一等腰三角柱单元结构和第二等腰三角柱单元结构的俯视图均为正方形，正方形边长为100μm。

作为优选，所述的聚酰亚胺介质层横截面呈正方形，边长为100μm，厚度为30～35μm。

作为优选，所述的衬底二氧化钒层横截面呈正方形，边长为100μm，厚度为0.2～0.5μm。

作为优选，所述全介质第一等腰三角柱状结构的材料为聚酰亚胺，高度为180～200μm，其横截面的第一等腰三角形底边长为10μm，腰长为

作为优选，所述全介质第二等腰三角柱状结构的材料为聚酰亚胺，高度为180～200μm，其横截面的第二等腰三角形底边长为100μm，腰长为

作为优选，所述N＝32。