[发明专利]一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法

权利要求书

1.一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)根据有效介质理论，超材料太赫兹材料的性能由磁导率μ和介电常数ε决定，而反射率R(ω)和透射率T(ω)取决于折射率n和波阻抗Z，均与磁导率μ和介电常数ε相关；

采用有限元法，数值计算得到S参数，仿真时采用频域计算模式TM极化波，磁场沿着y方向，垂直于x-z平面，在仿真时会作为激励源沿着z方向垂直照射到吸波结构上；x方向为周期性边界；

结合参数扫描结果，得到仅有单个尺寸谐振单元的超材料太赫兹吸波材料的最优吸收曲线，同时根据入射端口和出射端口得到的参数S₁₁和S₂₁，从而计算出等效阻抗Z。

步骤(2)通过改变单元结构的周期及金属薄膜与介质材料的尺寸，调节对应的吸收频率，将多个金属薄膜与介质材料堆叠在一个周期单元内，使不同的谐振圆台对应的吸收谱线叠加。

2.根据权利要求1所述的一种太赫兹宽频带吸收超材料的设计方法，其特征在于，所述的太赫兹宽频带吸收超材料，包括最底层的金属底板，由金属薄膜组成，金属薄膜是由金元素制成，金的电导率为σ＝4.09×10⁷s/m，厚度为t_m＝0.2μm，其宽度P作为整个圆台结构的周期；金属底板的上方为的核心部分，核心部分由10层周期单元层叠而成，每层周期单元由介质层材料和所述金属薄膜堆叠而成，每层的金属薄膜厚度相同，均为t_m＝0.2μm，介质层材料为有机高分子聚合物制成，相对介电常数ε＝3.5+0.2i，厚度t_d则由下往上依次为8.7μm，7.2μm，6.1μm，5.2μm，4.5μm，3.9μm，3μm，2.7μm，2.4μm；采用紫外光刻和金属沉积剥离相结合的方法来加工每一层的金属谐振结构，金属之间的介质隔离层通过旋涂高分子材料来实现，不同金属层的相对位置通过标记来对准；谐振圆台整体高度为T＝49.1μm，周期为P＝95μm，顶部长度为W_t＝39.7μm，底部长度为W_b＝79μm。