[发明专利]一种太赫兹空间光调制器、制备方法及应用

权利要求书

1.一种太赫兹空间光调制器，其特征在于，包括：

相对设置的第一基板、第二基板以及位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层，所述第一基板和所述第二基板之间设置有间隔粒子，以支撑所述第一基板或所述第二基板；

所述第一基板靠近所述液晶层的一侧设置有电极层和第一取向层，所述电极层设置于所述第一基板与所述第一取向层之间；

所述电极层包括多个阵列排布的叉指电极，每个所述叉指电极包括第一电极和第二电极；

所述第一电极包括第一电极端以及与所述第一电极端连接的多个第一支电极，多个所述第一支电极沿第一方向延伸，沿第二方向排列，所述第一电极端沿所述第二方向延伸；

所述第二电极包括第二电极端以及与所述第二电极端连接的多个第二支电极，多个所述第二支电极沿所述第一方向延伸，沿所述第二方向排列，所述第二电极端沿所述第二方向延伸，且所述第一支电极和所述第二支电极沿所述第二方向交替排布；

所述第二基板靠近所述液晶层的一侧设置有超构表面层和第二取向层，所述超构表面层设置于所述第二基板与所述第二取向层之间；

所述超构表面层包括多个阵列排布的裂环谐振器，每个所述裂环谐振器包括第一扇环和第二扇环，所述第一扇环和所述第二扇环位于同一圆环内，所述第一扇环和所述第二扇环之间的开口关于所述第一方向对称，且所述第一扇环的圆心角小于所述第二扇环的圆心角；

所述第一取向层和所述第二取向层的取向方向相同，且所述取向方向与所述第二方向平行。

2.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，每个所述叉指电极形成一正方形区域，所述正方形区域的边长为L₁，其中，500μm≤L₁≤2000μm。

3.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，所述叉指电极的数量为n×m的阵列，其中，2≤n≤100，2≤m≤100。

4.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，所述第一支电极和所述第二支电极构成沿所述第二方向的光栅结构，所述光栅结构的周期L₂小于入射至所述太赫兹空间光调制器的入射光的波长，其中，10μm≤L₂≤50μm。

5.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，每个所述第一支电极和所述第二支电极在所述第二方向的宽度为L₃，其中，5μm≤L₃≤25μm。

6.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，所述第一扇环和所述第二扇环的圆心角分别为θ₁和θ₂，内半径和外半径分别为R₁和R₂，其中，120°≤θ₁≤140°，160°≤θ₂≤180°，20μm≤R₁≤30μm，35μm≤R₂≤45μm。

7.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，所述液晶层的液晶材料为双折射率材料，具备第一折射率和第二折射率；在入射至所述太赫兹空间光调制器的入射光的频率范围在0.5THz～2.5THz时，所述第一折射率和所述第二折射率之间的差值为Δn，0.2≤Δn≤0.4。

8.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，沿垂直于所述第一基板的方向，所述间隔粒子的延伸长度为L₄，3μm≤L₄≤10μm。

9.根据权利要求1所述的太赫兹空间光调制器，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板的材质包括石英、聚酰亚胺或本征硅；所述电极层和所述超构表面层包括金、银、铜或铝中的至少一种。