[发明专利]太赫兹波角度偏转控制器及其方法

说明书

本发明公开了一种太赫兹波角度偏转控制器及其方法。它包括太赫兹波入射端、太赫兹波输出端、方形状半镂空角度偏转器；方形状半镂空角度偏转器由24×24个单元结构组成；24×24个单元结构周期排列在太赫兹波入射方向垂直的平面上，单元结构包括顶层硅介质结构和底层金属板；其中，顶层硅介质结构位于底层金属板上方，所述的顶层介质结构为中心半镂空的长方体形状，底层用金属板增强太赫兹波的反射效果，使用四种不同尺寸的中心半镂空长方形形状的单元结构组成不同编码序列来控制太赫兹波的角度偏转。本发明的太赫兹波角度偏转控制器结构简单，制作方便，角度调节范围广，满足在太赫兹波系统应用要求。

技术领域

本发明涉及太赫兹波应用技术领域，尤其涉及一种太赫兹波角度偏转控制器及其方法。

背景技术

太赫兹波是一种频率介于0.1～10THz、波长介于3000～30μm的电磁波。太赫兹波在电磁波谱中的位置位于微波与红外辐射之间，在长波段与毫米波重合，在短波段与红外光相重合。因其波长具有的特殊性质，被广泛的应用于安全检查、航天航空、生物医学、通信等领域。目前对太赫兹器件的研究主要是集中于太赫兹滤波器、吸收器和偏振控制器等功能器件，对太赫兹波束调控的研究相关报道较少，因此本发明提出的太赫兹波角度偏转控制器丰富了对太赫兹波的调控功能。本发明提出的太赫兹波角度偏转控制器使用四种编码单元组成编码超表面的空间排列序列，利用改变排列周期进行改变偏转角度的方法来调控入射的太赫兹波，本发明器件结构简单，性能优越。

发明内容

本发明为了克服现有技术不足，提供一种太赫兹波角度偏转控制器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种太赫兹波角度偏转控制器，其包括方形状半镂空角度偏转器；所述方形状半镂空角度偏转器由24×24个单元结构组成，24×24个单元结构以连续拼接形式周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上；

每个所述的单元结构包括顶层硅介质结构和底层金属板，单元结构的顶面作为信号输入端；其中，所述的顶层硅介质结构设置于底层金属板上，呈长方体形状；顶层硅介质结构在顶面中心位置处从上往下开设有上层长方体镂空和下层长方体镂空；且所述单元结构根据上层长方体镂空和下层长方体镂空的长度和宽度尺寸不同，构造有相位差为90°的四种单元结构，分别为第一单元结构、第二单元结构、第三单元结构和第四单元结构；

24×24个单元结构在平面上由一系列N×N编码序列组成，每一个N×N编码序列由N×N个第一单元结构、N×N个第二单元结构、N×N个第三单元结构、N×N个第四单元结构按顺序依次横向排列组成，其中N为2或3。

上述方案中的各部件具体参数可采用如下优选方式：

作为优选，每个单元结构的正视图均为正方形，正方形边长为90～110μm，衬底金属板的长度和宽度均为90～110μm，厚度为0.8～1.2μm，顶层硅介质层的长度和宽度均为90～110μm，厚度为65～75μm。

作为优选，所述衬底金属板的材料为铝。

作为优选，每个单元结构中，顶层硅介质层以及其中开设的上层长方体镂空和下层长方体镂空的横截面均为正方形。

作为优选，所述的第一单元结构中，上层长方体镂空和下层长方体镂空的长度和宽度均为89～91μm；第二单元结构中，上层长方体镂空的长度和宽度均为69～71μm，下层长方体镂空的长度和宽度均为72～74μm；第三单元结构中，上层长方体镂空的长度和宽度均为39～41μm，下层长方体镂空的长度和宽度均为55～57μm；第四单元结构中，上层长方体镂空的长度和宽度均为29～31μm，下层长方体镂空的长度和宽度均为36～38μm；四种单元结构的上层长方体镂空和下层长方体镂空的厚度均为28～32μm。

作为优选，24×24个单元结构在平面上由36个2×2编码序列按照12×3阵列形式连续排布。