[发明专利]新型太赫兹超导调制器及调制方法

权利要求书

1.一种新型太赫兹超导调制器，其特征在于，包括由金膜构成的电极、氧化镁基片和生长在所述氧化镁基片上的氮化铌薄膜，所述氮化铌薄膜包括多个周期排列的单元结构，所述单元结构由鱼鳞状结构谐振器与双L型结构谐振器复合构成，每排所述鱼鳞状结构谐振器彼此相连后并联在两端的电极上。

2.根据权利要求1所述新型太赫兹超导调制器，其特征在于，所述氮化铌为超导氮化铌，所述氮化铌薄膜的厚度为150nm。

3.根据权利要求1所述新型太赫兹超导调制器，其特征在于，所述氧化镁基片的厚度为1mm。

4.一种新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)生长氮化铌薄膜：清洗氧化镁基片，采用交流磁控溅射工艺沉积氮化铌薄膜；(2)甩一层光刻胶：在所述氮化铌薄膜上，甩一层光刻胶；(3)紫外曝光与显影：在光刻机上放置涂好光刻胶的氧化镁基片和掩模板并对准，所述掩膜板的结构为周期结构，曝光完以后接着用正胶显影液进行显影，然后进行后烘；(4)刻蚀氮化铌结构：通过反应离子刻蚀工艺，在所述氧化镁基片的表面加工出周期性的氮化铌结构；(5)甩两层光刻胶：在所述氮化铌结构上，依次甩两层光刻胶；(6)重复所述步骤(3)；(7)在所述光刻胶和露出的氧化镁基片上蒸发一层金属，将蒸发一层金属的氧化镁基片剥离去除剩下的光刻胶与所述光刻胶上的一层金属，然后去除剩余的光刻胶得到两条金膜电极。

5.根据权利要求4所述新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，首先采用丙酮、酒精、去离子水超声清洗大小为10mm×10mm,厚度为1mm的氧化镁基片，采用交流磁控溅射工艺沉积厚度为150nm的氮化铌薄膜。

6.根据权利要求4所述新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，在所述氮化铌薄膜上，甩一层光刻胶AZ1500，预转速600rpm，稳定转速6000rpm，时间分别为6/20秒，烘烤温度为90℃，时间为10分钟，利用光刻机对所述光刻胶AZ1500进行曝光，时间为17秒，曝光完以后用正胶显影液进行显影，时间为12秒，然后进行后烘，烘烤温度为90℃，时间为10分钟。

7.根据权利要求4所述新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，使用反应离子刻蚀工艺，通过气体CHF₃和SF₆，控制气体流量40sccm和10sccm，刻蚀时间3分钟，在所述氧化镁基片表面加工出周期性的氮化铌结构。

8.根据权利要求4所述新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中，在所述氮化铌结构上，依次甩两层光刻胶LOR与AZ1500，先甩下层光刻胶LOR，预转速600rpm，稳定转速4000rpm，时间分别为6/40秒，烘烤温度150℃，时间为5分钟；再甩上层光刻胶AZ1500，转速分别为600/6000rpm，时间为6/30秒，烘烤温度为90℃，时间为10分钟，利用光刻机对所述光刻胶LOR与AZ1500再次曝光，时间为16秒，曝光完用正胶显影液进行显影，时间15秒，然后进行后烘，烘烤温度为90℃，时间为10分钟。

9.根据权利要求4所述新型太赫兹超导调制器的制备方法，其特征在于，所述步骤(7)中，在所述光刻胶AZ1500和露出的氧化镁基片上蒸发一层金属，将蒸发一层金属的氧化镁基片浸泡在丙酮溶液中剥离去除剩下的光刻胶AZ1500与所述光刻胶AZ1500上的一层金属，然后用显影液去除剩余的光刻胶LOR得到两条金膜电极。

10.一种利用如权利要求1所述新型太赫兹超导调制器的调制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将所述新型太赫兹超导调制器垂直固定在配有光学窗口的液氦连续流杜瓦的样品架上，通过导线连接所述新型太赫兹超导调制器的正负电极，导出并与电源表相接；

2)将杜瓦样品腔抽到真空状态，然后降低并保持杜瓦样品腔温度在4.5K；

3)利用电源表，向所述新型太赫兹超导调制器外加0～2V间的直流电压，通过太赫兹时域光谱仪分别测得4.5K温度下，不同外加电压幅度下的所述新型太赫兹超导调制器的透射传输谱。