[实用新型]基于超材料太赫兹吸收器

说明书

本实用新型公开了一种基于超材料太赫兹吸收器。它包括底层金属层(1)、中间介质层(2)和超材料结构层(3)；超材料结构层(3)由16个周期单元(4)排列而成本；周期单元(4)则由下矩形(5)和四个相同尺寸的上矩形(6)连接组成。本实用新型具有结构简单，尺寸小，吸收特性好、结构新颖等优点。

技术领域

本实用新型涉及吸收器，尤其涉及一种基于超材料太赫兹吸收器。

背景技术

太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围(位于微波频段和光频段之间)覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如：瞬态性、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物等领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术以及太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。

超材料最近十几年备受国内外研究人员的高度关注，原因是其具有自然媒介所不具有的特性，如负的介电常数、负的磁导率等。超材料已经被应用于很多方面，如实现光的负折射，雷达隐身，控制波的奇异反射的。所以将太赫兹波与超材料结合，是当下以及未来研究的热点，其必将推进太赫兹以及超材料技术的发展。所以本实用新型设计了一种基于超材料的太赫兹吸收器，其具有结构简单，尺寸小，吸收特性好、结构新颖等优点。

发明内容

本实用新型提供一种基于超材料太赫兹吸收器，技术方案如下：

基于超材料太赫兹吸收器包括底层金属层、中间介质层和超材料结构层；超材料结构层由16个周期单元排列而成本；周期单元则由上矩形和四个相同尺寸的下矩形连接组成。

所述金属层的材料为金，长度为112μm，宽度为72μm，厚度为0.2μm所述的中间介质层的材料为聚酰亚胺，长为112μm，宽为72μm，厚为25μm。所述的超材料结构层由16个周期单元排列而成本，相邻周期单元之间间隔距离为 3.5μm，边界周期单元到吸收器的边界垂直距离为3.5μm。所述的周期单元由下矩形和四个相同尺寸的上矩形连接组成，相邻上矩形以3μm的间隔排列在下矩形的上边，上矩形的长为3μm，宽为9μm，厚为2μm，下矩形长为21μm，宽为 2μm，厚为2μm。

本实用新型具有结构简单，尺寸小，吸收特性好、结构新颖等优点。

附图说明

图1是基于超材料太赫兹吸收器三维结构示意图；

图2是基于超材料太赫兹吸收器超材料结构层示意图；

图3是基于超材料太赫兹吸收器周期单元结构示意图；

图4是基于超材料太赫兹吸收器的性能曲线图。

具体实施方式

如图1～图3所示，基于超材料太赫兹吸收器包括底层金属层、中间介质层和超材料结构层；超材料结构层由16个周期单元排列而成本；周期单元则由下矩形和四个相同尺寸的上矩形连接组成。

所述结构和经电磁仿真软件CST优化后的尺寸如下：金属层的材料为金，长度为112μm，宽度为72μm，厚度为0.2μm所述的中间介质层的材料为聚酰亚胺，长为112μm，宽为72μm，厚为25μm。所述的超材料结构层由16个周期单元排列而成本，相邻周期单元之间间隔距离为3.5μm，边界周期单元到吸收器的边界垂直距离为3.5μm。所述的周期单元由下矩形和四个相同尺寸的上矩形连接组成，相邻上矩形以3μm的间隔排列在下矩形的上边，上矩形的长为3μm，宽为9μm，厚为2μm，下矩形长为21μm，宽为2μm，厚为2μm。

实施例1

基于超材料太赫兹吸收器：

本实施例中，基于超材料太赫兹吸收器的结构和各部件形状如上所述，因此不再赘述。但各部件的具体参数如下：金属层长度为112μm，宽度为72μm，厚度为0.2μm；中间介质层长为112μm，宽为72μm，厚为25μm；相邻周期单元之间间隔距离为3.5μm，边界周期单元到吸收器的边界垂直距离为3.5μm；相邻上矩形以3μm的间隔排列在下矩形的上边，上矩形的长为3μm，宽为9μm，厚为 2μm，下矩形长为21μm，宽为2μm，厚为2μm。经过CST仿真得到的吸收率曲线图如图4所示。由图可知，在频率为3THz处，吸收器基本实现完美吸收，吸收率高达99％以上。