[发明专利]一种基于全介质超表面的偏振分束器及太赫兹波调制器

说明书

本发明公开一种基于全介质超表面的偏振分束器及太赫兹波调制器，包括：以周期阵列形式排布的超晶胞；所述超晶胞包括若干个基本单元，所述基本单元包括衬底和设于衬底上的天线，所述天线的尺寸可调，以在特定频率下，入射的x偏振光与y偏振光以相同角度且不同方向进行偏转。实现较高的传输效率、更低的传输损耗。

技术领域

本发明涉及太赫兹波技术领域，特别是涉及一种基于全介质超表面的偏振分束器及太赫兹波调制器。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

超表面是一种超薄人工微结构组成的超材料，可以对电磁波的振幅、相位以及偏振态实现调制。与传统光学器件相比，具有较小的体积、较高的集成度以及较强的灵活性，使得超表面在光学器件研究中发挥重要的作用。

太赫兹波在传输过程中会有损耗和空气吸收，在对透射太赫兹波进行调制时，以金属作为超表面材料制成的分束器，由于欧姆损耗造成调制效率低，且不能有效解决传输损耗的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于全介质超表面的偏振分束器及太赫兹波调制器，通过调整硅介质天线的尺寸，分别对入射的x偏振光与y偏振光的振幅和相位进行控制，实现在特定频率下，入射的x偏振光和y偏振光以相同角度且不同方向的偏转。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于全介质超表面的偏振分束器，包括：以周期阵列形式排布的超晶胞；所述超晶胞包括若干个基本单元，所述基本单元包括衬底和设于衬底上的天线，所述天线的尺寸可调，以在特定频率下，入射的x偏振光与y偏振光以相同角度且不同方向进行偏转。

作为可选择的实施方式，所述天线的横向尺寸与纵向尺寸均可调，以对入射的x偏振光与y偏振光的透射振幅和相位进行控制，实现在特定频率下，入射的x偏振光与y偏振光以相同角度且不同方向的偏转。

作为可选择的实施方式，对x偏振光与y偏振光分别施加不同的相位梯度，以达到2π的相位覆盖。

作为可选择的实施方式，所述x偏振光的相位梯度间隔均匀，间隔为π/3。

作为可选择的实施方式，所述y偏振光的相位梯度间隔均匀，间隔为-π/3。

作为可选择的实施方式，所述超晶胞在x轴和y轴的排布周期分别为930μm和155μm。

作为可选择的实施方式，所述超晶胞包括六个基本单元。

作为可选择的实施方式，所述天线为硅介质天线。

作为可选择的实施方式，所述衬底为PDMS衬底。

第二方面，本发明提供一种太赫兹波调制器，包括第一方面所述的偏振分束器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供一种基于全介质超表面的偏振分束器，其可应用于对透射太赫兹波高质量的调制，通过调整硅介质天线的尺寸，分别对入射的x偏振光与y偏振光的振幅和相位进行控制，实现在特定频率下，入射的x偏振光和y偏振光以相同角度且不同方向的偏转，实现较高的传输效率、更低的传输损耗，在成像、检测领域等均具有潜在的应用。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的超晶胞含有六个不同尺寸天线的三维示意图；