[发明专利]基于对称性破坏微盘阵列的太赫兹开关及方法

权利要求书

1.基于对称性破坏微盘阵列的太赫兹开关，其特征是，包括：

衬底，所述衬底上方设有圆形微盘，所述圆形微盘上设有矩形槽，所述矩形槽的轴向中心线的延长线穿过圆形微盘的圆心，所述矩形槽的中心点偏离圆形微盘的圆点设定距离；激光垂直照射在圆形微盘的正上方；

通过激光是否照射到圆形微盘上，来决定太赫兹波是否通过圆形微盘，以实现对太赫兹波的开或关；太赫兹波从圆形微盘的正上方垂直射入圆形微盘：

当无外加激光时，圆形微盘中存在太赫兹谐振频率；此时圆形微盘中存在的谐振频率为原太赫兹谐振频率，原太赫兹谐振频率下的太赫兹波辐射入射到圆形微盘后，将被约束在圆形微盘内振荡，从而整体太赫兹波透过率低，太赫兹波不能通过圆形微盘；

当有外加激光时，在圆形微盘内产生的光生载流子密度增大，从而影响到圆形微盘在太赫兹波段的折射率，圆形微盘中的太赫兹谐振频率发生改变，原太赫兹频率下的太赫兹波能通过圆形微盘从衬底下表面输出；当外加激光的功率由零逐渐上升时，圆形微盘内光生载流子密度也随之逐渐变大，圆形微盘在太赫兹波段的折射率逐渐改变，圆形微盘的太赫兹谐振频率逐渐偏离原太赫兹谐振频率的位置，此时原太赫兹谐振频率下的太赫兹波经过圆形微盘后的透过率上升，太赫兹波通过圆形微盘；

所述圆形微盘，为基于半导体材料的微盘周期性阵列；

所述激光为泵浦激光。

2.如权利要求1所述的太赫兹开关，其特征是，泵浦激光的功率密度在10μW/cm²的数量级，实现原谐振频率处太赫兹波透过率从0到50％以上的变化。

3.如权利要求2所述的太赫兹开关，其特征是，圆形微盘原太赫兹谐振频率在1.1THz时，谐振的带宽在0.5GHz，表明这种谐振的品质因子大于2000，并且所述原太赫兹谐振的谐振频率能够通过圆形微盘半径的调整来改变，品质因子也通过调整矩形槽的尺寸和横向位置来进一步改善；

当圆形微盘的材料为高阻硅半导体材料时，泵浦激光采用波长在760-820nm的钛-蓝宝石激光；

当圆形微盘的材料为半导体外延材料时，泵浦激光采用波长在1540-1560nm的光通信激光；

所述太赫兹波的谐振效应是磁偶极子模式，其偶极矩方向垂直于圆形微盘表面。

4.基于对称性破坏微盘阵列的太赫兹开关的工作方法，其特征是，包括：

通过激光是否照射到圆形微盘上，来决定太赫兹波是否通过圆形微盘，以实现对太赫兹波的开或关；

太赫兹波从圆形微盘的正上方垂直射入圆形微盘：

当无外加激光时，圆形微盘中存在太赫兹谐振频率；此时圆形微盘中存在的谐振频率为原太赫兹谐振频率，原太赫兹谐振频率下的太赫兹波辐射入射到圆形微盘后，将被约束在圆形微盘内振荡，从而整体太赫兹波透过率低，太赫兹波不能通过圆形微盘；

当有外加激光时，在圆形微盘内产生的光生载流子密度增大，从而影响到圆形微盘在太赫兹波段的折射率，圆形微盘中的太赫兹谐振频率发生改变，原太赫兹频率下的太赫兹波能通过圆形微盘从衬底下表面输出；当外加激光的功率由零逐渐上升时，圆形微盘内光生载流子密度也随之逐渐变大，圆形微盘在太赫兹波段的折射率逐渐改变，圆形微盘的太赫兹谐振频率逐渐偏离原太赫兹谐振频率的位置，此时原太赫兹谐振频率下的太赫兹波经过圆形微盘后的透过率上升，太赫兹波通过圆形微盘；

其中，所述圆形微盘，为基于半导体材料的微盘周期性阵列；

所述激光为泵浦激光。