[发明专利]基于磁电子学阵列式可调谐太赫兹波发射器及其制作方法

说明书

本发明属于光电功能器件技术领域，公开了一种基于磁电子学阵列式可调谐太赫兹发射器及其制作方法，基于磁电子学阵列式可调谐太赫兹波发射器从下往上依次为：基片衬底、金属层I、铁磁层、金属层II、覆盖层；所述基片衬底、金属层I、铁磁层、金属层II、覆盖层均通过原子级别的生长方式结合在一起。本发明利用物理或化学的方法在基片衬底上蒸镀多层复合膜，利用微纳加工技术制备阵列结构；本发明发射器所发射的电磁波频率在0.1THz～10THz范围，发射太赫兹波振幅、频宽、中心频率、波形可调谐；本发明的阵列式太赫兹波发射器具有体积小、转换效率高、频谱宽和可调谐等优点。

技术领域

本发明属于光电功能器件技术领域，尤其涉及一种基于磁电子学阵列式可调谐太赫兹波发射器及其制作方法。

背景技术

太赫兹波频率通常为0.1-10THz，介于毫米波与远红外光之间，由于受到电子学方法难以产生高频率电磁波和光子学方法难以产生低频率电磁波的限制，很长时间以来，太赫兹频率范围内的现象与机制尚未得到充分的认识和开发利用。相对于其他频段，太赫兹波具有载波频率高、带宽大、通讯容量大；穿透性好、成像分辨率高；光子能量低、安全性好，可无损探测；覆盖多数物质的特征谱的优点。这些优点使其在太赫兹通信，太赫兹成像，太赫兹波谱与生物医疗，环境检测，太赫兹天文探测等领域均有广泛应用。而太赫兹技术广泛应用的核心器件之一即为太赫兹发射器。

现有的太赫兹发射器主要有：自由电子激光器、太赫兹量子级联激光器、光电导天线、非线性混频器以及真空电子波荡管。基于不同的物理过程这些发射器都有或多或少的缺点，包括设备过于庞大、难以小型化，生产工艺复杂，需要低温工作，发射效率低，成本过高，难以控制等。提高太赫兹波的发射效率，同时减小器件体积，产生波前可控的太赫兹脉冲成为亟待解决的关键科学和技术问题。

基于飞秒激光的超快光子学产生太赫兹波技术的诞生，引起了科学家们的广泛兴趣，推动了桌面式、手持式太赫兹宽谱成像与太赫兹光谱的高速发展，太赫兹科学和技术开始被应用于人体安检，宽谱成像，医学诊断领域。但太赫兹波段的各种新型廉价器件还十分缺乏，尤其是发射器。

本专利提出一种制备阵列式的微型太赫兹波发射器的方案，采用相对简单的制备工艺，相对低的生产成本，获得一种可应用于微型设备或者芯片级集成，或者应用于特殊波形的太赫兹脉冲产生技术。本专利的核心包括基于磁性多层结构膜产生太赫兹脉冲以及制备阵列式结构的微纳加工技术。