[发明专利]基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器

权利要求书

1.一种基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述传感器以金属铜板作为基底(1)，在基底(1)上蚀刻出Fano谐振器结构；所述Fano谐振器结构包括环状槽(2)、设置在环状槽(2)一侧的沟槽(4)以及位于环状槽(2)和沟槽(4)之间的直通型主通道(3)；所述主通道(3)连通环状槽(2)和沟槽(4)，主通道(3)穿出基底(1)的两端；环状槽(2)与主通道(3)相切，所述沟槽(4)正对环状槽(2)与主通道(3)相切的部分，且与主通道(3)垂直；其中沟槽(4)提供的是连续态，环状槽(2)提供的是离散态，传感介质通过主通道(3)进入传感器；

所述基底(1)上环状槽(2)内部为蚀刻形成的铜圆柱体(5)结构，铜圆柱体(5)的外部依次设置有液晶内环(6)和隔离环(7)；

所述基底(1)结构的上下表面均封装有隔离层(8)，在隔离层(8)外部覆盖铜金属极板(9)，用于在隔离层(8)上向基底(1)施加偏置电压。

2.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述铜圆柱体(5)的半径r_i2为10μm～16μm，铜圆柱体(5)圆心到液晶内环(6)边缘的半径r_o2为14μm～20μm；所述圆心到隔离环(7)边缘的半径r_i1为14.5μm～20.5μm；所述圆心到环状槽(2)外圈的半径r_o1为15.5μm～21.5μm。

3.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述主通道(3)、沟槽(4)均为长方体结构。

4.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述主通道(3)的横截面的高度w_m为3μm,沟槽(4)的深度h_g为34μm，槽宽w_g为10μm。

5.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，在基底(1)结构的上下表面的隔离层(8)与基底(1)接触的部分自旋涂覆聚酰亚胺薄膜层，对隔离层(8)与基底(1)接触的表面多次摩擦，使液晶分子的取向在隔离层(8)密封的环状槽(2)的上、下表面沿着x轴方向对齐；其中x轴方向为主通道(3)的长度方向。

6.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述隔离环(7)、隔离层(8)采用二氧化硅隔离环和二氧化硅隔离层。

7.根据权利要求1所述的基于太赫兹波段的液晶调制Fano谐振器的动态可调谐传感器，其特征在于，所述Fano谐振器的谐振频率与腔体的长度遵循以下关系：

其中f_FP,m表示m阶谐振频率，L表示环状槽(2)外圈的周长，m表示谐振阶数，表示电磁波经过环状槽(2)、主通道(3)与沟槽(4)交接处时候的相位补偿，n_r表示的环状槽(2)腔体内介质的折射率，c表示自由空间中的光速。