[发明专利]一种抑制红外吸收的太赫兹超材料吸波器

说明书

本发明公开了一种抑制红外吸收的太赫兹超材料吸波器，涉及超材料技术领域，包括由上到下依次层叠的第一金属图案层、介质层和第二金属反射层，所述的第一金属图案层由整面金属镂去周期性排列的细线图形形成的，所述的细线图形包括正方形、圆形和四边以上的多边形中的一种或两种以上，所述的周期性排列包括正方形排布或六边形排布。本发明解决了现有的太赫兹超材料吸波器技术存在的对红外频段有大量吸收的问题，极大地抑制了红外吸收带来的噪声，对于将太赫兹热吸收型探测器的发展具有重大的意义。

技术领域

本发明属于超材料技术领域，具体地说，是一种抑制红外吸收的太赫兹超材料吸波器。

背景技术

太赫兹波是指频率范围在0.1THz-10THz的电磁波，频段介于微波和红外波之间。因此，对于太赫兹波的探测往往采用探测微波和探测红外的技术手段。其中，利用探测红外波的方法来探测太赫兹波，就不可避免地会吸收红外波，而红外波作为探测噪声，是太赫兹波吸收型传感器最大的实用化障碍。根据普朗克黑体辐射公式的计算，在室温下，物体发射的红外波的能量可以达到太赫兹波能量的上万倍以上，也就是说不抑制红外的吸收，太赫兹波吸收型传感器就没有实用价值，或者说，这些是红外传感器外带一些太赫兹波的吸收。

超材料是新兴的一种人为设计的具有超常物理特性的电磁材料，其一般具有周期性排列的亚波长结构。由于人工单元的尺寸远小于工作波长，因此对于工作波长可以视为性能均匀的材料，也就可以通过设计人工单元的结构、尺寸、排列方式来控制超材料的电磁特性。近二十年超材料飞快发展，通过对超材料的设计已实现了很多新颖的电磁特性，包括负折射、完美吸波、可调节特性等，其中，这些特性是自然的物质所没有的或难以实现的。

太赫兹吸波器是用于探测太赫兹波的吸收型传感器的关键无源器件，通过太赫兹吸波器对太赫兹波的吸收转化为热，再用传感器上热敏材料就可以将吸收热转化为电信号读出，从而实现对太赫兹波的探测，及可以实现物体的太赫兹成像和频谱分析。

目前，关于太赫兹超材料吸波器的公开设计都存在着在红外波段有大量吸收的事实，不失一般性，如图1所示，为现有技术的缺陷而给出现有技术的仿真结果，对于(a)和(c)的俩种太赫兹超材料的设计，(b)图显示(a)设计在10—30THz红外频谱段有大量的吸收，(d)图显示(c)设计在10—30THz红外频谱段也有大量的吸收。因此，亟待需要一种抑制红外波吸收的吸波器。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种抑制红外波吸收的太赫兹电磁吸波器，解决了现有的太赫兹超材料吸波器技术存在的对红外频段有大量吸收的问题，极大地抑制了红外吸收带来的噪声，对于将太赫兹热吸收型探测器的发展具有重大的意义。。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供一种抑制红外波吸收的太赫兹电磁吸收器，包括第一金属图案层，介质层和第二金属反射层；所述的第一金属图案层，介质层和第二金属反射层从上往下依次排列；所述第一金属图案层由多个细窄的缝隙线分割出多个图案，多个图案呈周期性排列，实现抑制红外波吸收的同时能够对太赫兹波窄带吸收。

所述第一金属图案层位于所述的介质层的上端并与所述介质层接触。

所述第二金属反射层位于所述的介质层的下端并与所述介质层接触。

所述第一金属图案层的图案主要由整面金属镂去周期性的细线图形后形成。

可选地，所述周期性排列为：每个重复单元的细线图形与重复单元的边重合，构成对所述第一金属图案层的划分。

可选地，所述细线的宽度为0.01um～0.3um。

可选地，所述细线图形为方形、封闭或未封闭的圆形和与之形状相近的四边以上的多边形中的一种或两种以上，所述的圆形的半径为4um～40um，进一步可选，所述的圆形的半径为8.7um，