[发明专利]太赫兹调制器

权利要求书

1.一种用于给定使用频带(Δν)中的太赫兹调制器(1)，其特征在于：所述太赫兹调制器(1)包括：

-半导体极性晶体(10)，其具有覆盖所述使用频带的剩余射线波段，并且具有与电介质媒介的至少一个界面；

-耦合装置(30)，其允许由所述界面支撑的界面声子极化激元(IPhP)与在所述使用频带中的频率的入射辐射(2)的谐振耦合；以及

-控制装置(20)，其通过修改所述极性晶体(10)的剩余射线波段中的所述极性晶体(10)的电介质函数，而倾向于修改所述界面声子极化激元和所述入射辐射(2)之间的耦合强度。

2.如权利要求1所述的太赫兹调制器，其中所述极性晶体具有与电介质媒介的至少两个界面，所述界面足够接近以允许沿着每个所述界面传播的界面声子极化激元的耦合。

3.如权利要求2所述的太赫兹调制器，其中所述两个界面之间的距离小于一百纳米。

4.如前述权利要求中的任一项所述的太赫兹调制器，其中极性晶体(10)是掺杂的。

5.如权利要求1-3中的任一项所述的太赫兹调制器，其中所述耦合装置(330、732)一体形成在所述极性晶体中。

6.如权利要求5所述的太赫兹调制器，其中构造所述极性晶体以形成一个或多个晶体叶片(330)，每一个所述晶体叶片形成与所述入射辐射耦合的光学天线，每一个所述叶片的大面形成与电介质媒介的两个界面(333、334)。

7.如权利要求6所述的太赫兹调制器，其中构造所述极性晶体以形成沿着主方向布设的多个叶片的组。

8.如权利要求6所述的太赫兹调制器，其中构造所述极性晶体以形成沿着两个基本垂直的方向布设的多个叶片的组。

9.如权利要求6-8中的任一项所述的太赫兹调制器，其中构造所述极性晶体以形成多个叶片的组，并且每一个叶片是相同的。

10.如权利要求6-8中的任一项所述的太赫兹调制器，其中构造所述极性晶体以形成多个叶片的组，并且所述叶片的至少一部分具有与其他叶片不同的形状，从而允许所述调制器的所述使用频带变宽。

11.如权利要求6-8中的任一项所述的太赫兹调制器，其中所述叶片被布设成垂直于衬底(310)，所述衬底被布设在垂直于所述入射辐射(2)的入射面的平面内。

12.如权利要求6-8中的任一项所述的太赫兹调制器，其中所述叶片(732)被布设在平面内并且形成悬浮膜(730)，所述膜的平面被布设在垂直于所述入射辐射(2)的所述入射面的平面内。

13.如权利要求5所述的太赫兹调制器，其中，所述控制装置(20)包括光源(22)，所述光源(22)照射所述界面并且具有给定波长，使得由所述光源产生的光子的能量大于所述极性晶体(10)的能隙。

14.如权利要求1-3中的任一项所述的太赫兹调制器，其中所述极性晶体形成至少一个薄层(810)，所述至少一个薄层由具有高能隙的半导体电介质材料的至少一个第一和一个第二阻挡层(811、812)包围，以与所述极性晶体层形成至少一个或多个量子阱。

15.如权利要求14所述的太赫兹调制器，其中所述耦合装置(30)包括纳米天线(834)和镜子(836)的组以形成光学谐振腔，所述量子阱位于所述光学谐振腔内。

16.如权利要求15所述的太赫兹调制器，其中所述耦合装置(30)还包括间隔体(835)以适用于所述光学谐振腔的宽度。

17.如权利要求14所述的太赫兹调制器，其中所述控制装置(20)是倾向于控制所述量子阱中的电子密度的电气控制装置(24)。

18.一种调制给定使用频带中的太赫兹频率的入射辐射(2)的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

-使所述太赫兹频率的入射辐射(2)和在极性晶体(10)和电介质媒介(11)的界面处的界面声子极化激元谐振耦合，所述极性晶体(10)具有覆盖所述使用频带的剩余射线波段；

-通过改变所述极性晶体(10)的剩余射线波段中的所述极性晶体(10)的电介质函数，来改变耦合强度。