[发明专利]一种偏振可调控的太赫兹发生器

说明书

本发明公开了一种偏振可调控的太赫兹发生器，将多层膜结构的自旋太赫兹源与偏转多层膜集成在同一衬底中，在偏转多层膜中设置两层轴线呈45°夹角的线栅可以形成一针对太赫兹波的四分之一波片。通过将自旋太赫兹源与太赫兹四分之一波片集成在同一衬底，通过外加磁场的旋转可以改变自旋太赫兹源产生的线偏振太赫兹波的偏振方向，而不同偏振方向的太赫兹波在经过太赫兹四分之一波片时，可以产生包括线偏振太赫兹波、左旋圆偏振及椭圆偏振太赫兹波、右旋圆偏振及椭圆偏振太赫兹波的多种偏振模式，从而可以实现简便的调节太赫兹波的偏振模式，在单一器件上只通过旋转磁场实现多种偏振模式的太赫兹波产生。

技术领域

本发明涉及太赫兹光电器件技术领域，特别是涉及一种偏振可调控的太赫兹发生器。

背景技术

太赫兹(THz)波是指频率从0.1THz到10THz，介于毫米波与红外光之间的电磁波。太赫兹波具有许多独特性质，比如透射性、安全性、很强的光谱分辨本领等，这些性质赋予太赫兹波广泛的应用前景，包括太赫兹雷达和通信、光谱和成像、无损探伤、安全检测等方面。

太赫兹发生器是太赫兹系统的重要组成部分。现有常规的太赫兹脉冲产生，主要基于光整流、光电导天线、空气等离子体、自旋太赫兹源等。但它们只能产生线偏振或者圆偏振的太赫兹波，或者用很复杂的方法调控其偏振态；现缺乏简便的偏振可调控的太赫兹发生器。所以如何提供一种可以简便调节偏振的太赫兹发生器是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种偏振可调控的太赫兹发生器，可以简便调节太赫兹波的偏振模式。

为解决上述技术问题，本发明提供一种偏振可调控的太赫兹发生器，包括太赫兹核心发生器和外加旋转磁场发生器；

所述太赫兹核心发生器包括：

衬底；

位于所述衬底第一表面的磁性多层膜；所述磁性多层膜的各膜层沿垂直于所述第一表面的方向依次堆叠，形成自旋太赫兹源；

位于所述衬底与所述第一表面相对设置的第二表面的偏转多层膜；所述偏转多层膜包括第一线栅和第二线栅，所述第一线栅与所述第二线栅沿垂直于所述第二表面的方向依次堆叠，所述第一线栅的轴线与所述第二线栅的轴线夹角呈45°，形成太赫兹四分之一波片；

所述外加旋转磁场发生器由于产生可旋转的外加磁场，所述外加磁场沿所述磁性多层膜的各膜层表面穿过所述磁性多层膜；所述外加磁场的旋转方向平行于所述衬底的第一表面。

可选的，所述偏转多层膜包括：

位于所述衬底第二表面的第一隔离层；

位于所述第一隔离层背向所述衬底一侧表面的所述第一线栅；

位于所述第一线栅背向所述衬底一侧表面的第二隔离层；

位于所述第二隔离层背向所述衬底一侧表面的所述第二线栅；

位于所述第二线栅背向所述衬底一侧表面的第三隔离层。

可选的，所述第一隔离层、所述第二隔离层以及所述第三隔离层均为PI膜。

可选的，所述第一线栅和所述第二线栅均为金属线栅。

可选的，所述磁性多层膜包括至少一层线偏振太赫兹发生单元，所述线偏振太赫兹发生单元包括介质层、第一非磁性层、磁性层和第二非磁性层；所述介质层位于所述线偏振太赫兹发生单元背向所述衬底一侧。

可选的，所述第一非磁性层为Pt或W；所述第二非磁性层为Pt或W；所述磁性层为Fe。