[发明专利]一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器

权利要求书

1.一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述极化转换器由在同一水平面内周期性排列的M×M个极化转换单元组成，其中极化转换单元结构为典型的三层结构，从下到上依次为金属反射层(3)、中间介质层(2)和金属图案层(1)；金属反射层(3)用于获得反射波，中间介质层(2)用于和金属图案层组合对入射电磁波形成谐振，金属图案层(1)用于和中间介质层组合对入射电磁波形成谐振，所述的金属图案层(1)由双开口谐振圆环和单开口谐振圆环构成，所述双开口谐振圆环设置在单开口谐振圆环内，当入射电磁波从极化转换器上方垂直入射时，由双开口谐振圆环和单开口谐振圆环构成极化转换单元对入射电磁波形成强烈的电磁谐振，双开口谐振圆环用于和单开口谐振环组合对入射电磁波进行极化状态的调控，单开口谐振圆环用于和双开口谐振环组合对入射电磁波进行极化状态的调控，从而改变了入射电磁波的极化状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述金属图案层(1)是厚度为0.3μm，电导率为4.561×10⁷S/m的金层，外围单开口谐振环外环半径为35.5μm，内环半径为31.8μm，开口角度为105°；内部双开口谐振环外环半径为18μm，内环半径为13μm，开口间距为10μm，开口角度为90°。

3.根据权利要求1所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述的金属反射层(3)，是厚度为0.3μm，电导率为4.561×10⁷S/m的金层。

4.根据权利要求1所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述极化转换单元的横截面为正方形，其边长为80μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述的中间介质层(2)为聚酰亚胺、石英晶体、罗杰斯系列中的一种。

6.根据权利要求5所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，所述中间介质层(2)的材料为石英晶体，介电常数为3.75，损耗正切为0.0004，其厚度为37μm。

7.根据权利要求1所述的一种基于开口谐振环的太赫兹极化转换器，其特征在于，当入射波为x极化向-z轴方向传播的线极化波，其入射波的电场表达式为该入射波经过极化转换器后的反射波电场为当同极化反射系数r_xx＝0时，E_r表示反射波的电场强度，E_yi表示入射波电场在y方向的电场分量，r_yx表示交叉极化反射系数，反射波的电场可以表示为即产生x极化线极化波像y极化的线极化波的极化转换，其中下标i,r表示入射波和反射波，定义极化转换率其中r_yx表示交叉极化反射系数，r_xx表示交叉极化反射系数。