[实用新型]一种透射型太赫兹波编码器及2比特编码系统

说明书

本实用新型为一种透射型太赫兹波编码器及2比特编码系统，本编码器包括蓝宝石衬底和其顶面N×M个长方形单元结构成的二维阵列。每个单元结构包括两个纵向中心线重合的子结构，第一子结构为一个“口”形硅结构和一个置于其上的下中心有开口槽的“口”形金属结构，第二子结构为一个“凵”形硅结构和一个置于其上的横竖断开的“凵”形金属结构。本编码系统太赫兹源和接收器之间为上述太赫兹波编码器，其二维阵列面向太赫兹源。本编码系统采用激光光源和空间光调制器调控编码器二维阵列的照明区域，被激光照明部分的硅结构产生光生载流子，编码器的电磁响应特性改变，独立控制高低频段的透射率，实现对太赫兹波的2比特编码，且操作简单方便。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹波编码技术领域，尤其涉及一种透射型太赫兹波编码器及2比特编码系统。

背景技术

太赫兹波是频率处于红外和微波之间的电磁波，具有安全性高、穿透性好和频带宽等特性，在医疗诊断、安全检测、无损探伤和宽带通信等众多领域具有重要的实用前景。与微波通信相比，太赫兹通信极大地拓宽频段的带宽，实现大容量、高速率的信息传输，并且波长更短，分辨率更高，在军事通信中具有独特的优势。发展太赫兹通信的相关器件具有十分重要的意义。

据报道，目前用于调控太赫兹波段的编码器通常采用多层金属结构，或者采用单元结构复杂的超材料，单元结构中不同的金属结构对不同频段电磁波的相位进行调节，从而实现不同编码的太赫兹波出射角度不同。但现有的太赫兹波编码器不仅设计复杂，加工过程繁琐，而且经过这些编码器后出射的太赫兹波的方向不唯一，导致在太赫兹时域光谱系统的实际探测中需要不断调节光路中的接收器位置才能接收到信号。因太赫兹波属于不可见光波，调整太赫兹时域光谱系统实验光路实现准直和共焦的难度很大，并且由于存在多个出射方向，导致探测信号的能量过于分散，故以上的太赫兹波编码器实用性受到极大地限制。而现有的透射型太赫兹波编码器是采用机械转动的方法进行编码，其调制速率受到机械转机的制约，难以实现太赫兹通信中高速编码的需求。

随着太赫兹波的广泛应用，急需一种能操控太赫兹波、且调制速率快、实用性强的透射型太赫兹波编码器。

实用新型内容

实用新型目的是提供一种透射型太赫兹波编码器，包括蓝宝石衬底和蓝宝石衬底顶面的二维阵列。所述二维阵列由周期排列的N×M个长方形单元结构组成。所述每个单元结构包括纵向中分线重合的第一子结构和第二子结构。第一子结构由一个“口”形硅结构和一个下边带开口槽的相同的“口”形金属结构组成；第二子结构由一个“凵”形硅结构和一个相同的“凵”形金属结构组成，所述金属结构“凵”形的两竖的底端与下方一横的两端之间有间隙。两个子结构的硅结构位于蓝宝石衬底顶面，各自的金属结构覆盖于其硅结构顶面，硅结构与其金属结构的中心线重合、底边重合。

实用新型的另一目的是提供一种透射型太赫兹波2比特编码系统，本编码系统的太赫兹源、太赫兹波编码器和太赫兹接收器构成太赫兹光路，所述太赫兹波编码器为本实用新型的透射型太赫兹波编码器；激光光源和空间光调制器构成激光光路。激光光路与太赫兹光路均入射于太赫兹波编码器的二维阵列所在面，二光路的夹角θ为0～50°。改变空间光调制器的通光或反光图案，激光照射到编码器的不同区域，被光照处硅结构产生光生载流子，其电导率发生变化，改变其电磁响应特性，控制对低频和高频两个频段的太赫兹波通过或抑制，实现对双频段太赫兹波的二进制编码。