[发明专利]基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器及方法

权利要求书

1.基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述吸波器包括等离子共振件和棱镜侧面置于等离子共振件的共振区上的棱镜件（2）；所述棱镜件位于吸波器的太赫兹波输入端处，使太赫兹波经棱镜件折射后入射至共振区；向共振区入射的太赫兹波在棱镜侧面处形成倏逝波；当入射太赫兹波与共振区的人工表面等离子体动量匹配时，所述等离子共振件共振区被倏逝波激发共振，产生人工表面等离子极化波使入射的太赫兹波被吸收。

2.根据权利要求1所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述等离子共振件的共振区自上而下包括空气层（3）、光栅填充层（5）、光栅凹槽阵列（6）；所述空气层与棱镜件的棱镜侧面相接；所述等离子共振件下端支撑于光栅托架（7）上。

3.根据权利要求2所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述棱镜件包括具有三个侧面的三棱柱棱镜；所述三棱柱棱镜的第一侧面与光栅填充层相邻，第二侧面朝向吸波器的太赫兹波输入端；三棱柱棱镜的第一侧面与光栅填充层之间设有空气层；输入吸波器的太赫兹波先后经第二侧面、第一侧面折射后入射至共振区。

4.根据权利要求3所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：三棱柱棱镜的第二侧面朝向吸波器的太赫兹波输入端，第三侧面朝向吸波器的太赫兹波输出端；未被共振区吸收的太赫兹波被共振区反射，再经三棱柱棱镜的第一侧面、第三侧面折射后从第三侧面射出；所述三棱柱棱镜以PE材料成型。

5.根据权利要求4所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述等离子共振件或棱镜件与电控线性移动平台（8）相接以调节所述空气层的厚度；所述电控线性移动平台通过调节空气层厚度来对人工表面等离子极化波进行调制，以针对指定频率的太赫兹波进行吸收。

6.根据权利要求5所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述吸波器的太赫兹波输入端与太赫兹脉冲发射器（1）相邻；所述吸波器的太赫兹波输出端与太赫兹脉冲接收器（4）相邻；太赫兹脉冲接收器对从棱镜第三侧面出射的太赫兹波进行探测，并把探测结果生成时域太赫兹信号上传至信号后处理系统（9）；所述信号后处理系统把接收的时域太赫兹信号变换为频域太赫兹信号，同时根据太赫兹脉冲接收器的太赫兹波输出值来计算吸波器对太赫兹波的吸收率。

7.根据权利要求6所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述信号后处理系统与电控线性移动平台相连，所述信号后处理系统可根据吸波器对太赫兹波的吸收率来对空气层厚度进行调节。

8.根据权利要求5所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述等离子共振件可通过改变所述的光栅凹槽阵列的光栅深度和光栅填充层的光栅填充物，对吸波器的太赫兹波吸收频率和吸收宽度进行调节。

9.根据权利要求5所述的基于PE棱镜耦合的可调光栅超材料太赫兹吸波器，其特征在于：所述光栅凹槽阵列是结合深硅刻蚀和磁控溅射技术加工而成的，其制备方法依次包括以下步骤；

步骤A1、首先利用深硅刻蚀技术在平整的硅基底（62）上加工出多个相互平行的一维线性梯形凹槽，形成一维凹槽阵列，从而形成光栅结构；

步骤A2、利用磁控溅射技术在光栅结构的基底上覆以金质薄层（61）；形成光栅凹槽阵列。

10.一种吸波器的调试方法，其特征在于：根据权利要求7所述的吸波器，其调试方法包括以下步骤；

步骤B1、所述太赫兹脉冲发射器向三棱柱棱镜的第二侧面发射指定频率的太赫兹波；并把发射数据传送至信号后处理系统；

步骤B2、所述太赫兹脉冲接收器对从棱镜第三侧面出射的太赫兹波进行探测，并把探测结果生成时域太赫兹信号上传至信号后处理系统（9）；所述信号后处理系统把接收的时域太赫兹信号变换为频域太赫兹信号，同时根据太赫兹脉冲接收器的太赫兹波输出值来计算吸波器对太赫兹波的吸收率；

步骤B3、所述信号后处理系统控制电控线性移动平台，根据计算出的当前吸波器对太赫兹波的吸收率来对空气层厚度进行调节，使吸波器对该频率太赫兹波的吸收率达到最优。