[发明专利]基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器

说明书

本发明提供的是一种基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器。其特征是：该吸波器由多个吸波单元组成，其主要结构包括底层的金板(1)，介质层(2)，和图案二氧化钒层(3)。通过二氧化钒层和介质层之间的相互作用形成一个0～10THz波段有良好吸收性能的宽带吸波器，并且可以通过温度改变二氧化钒的电导率，实现吸收效率1.8％‑100％范围调节。本发明具有极化不敏感、结构简单，广入射角吸收稳定等优点，吸收效率在90％以上的带宽达到4THz左右，99％以上带宽达到2.7THz，具有十分广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及的是一种基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器，属于太赫兹超材料吸波领域。

背景技术

近年来，太赫兹频带已经成为最有趣的平台之一，因为它在光谱学，医学成像，调制器，安全性和通信中具有广泛的应用。太赫兹吸收器是一个重要的分支，可以在上述领域找到实际应用。然而，吸收器的窄带宽，低吸收效率和不可调节的吸收性能极大地限制了它们在实践中的应用。为了更好地扩展太赫兹吸收器的应用，迫切需要更多的新设备和材料。许多基于石墨烯、液晶和黑磷的吸波器被尝试拓宽吸收带宽，实现动态可调特性。虽然在动态可调谐方面具有更大自由度的优点，但单元和相应阵列的复杂结构给设计带来了困难。作为一种相变材料，二氧化钒在临界温度为68℃左右时，从绝缘体过渡到金属相，为设计可调谐宽频带太赫兹吸收器提供了新的途径。

本发明通过设计新的超表面吸波器具有强吸收，偏振不敏感，厚度薄，吸收带宽大，吸收效率1.8％～100％范围可调等优势。由于二氧化钒电导率的可调性，能实现对吸收效率的调节，可满足对太赫兹吸收方面的要求。

发明内容

本发明设计了一种基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器，提供了一种极化不敏感，吸收效率高的宽带吸波器，吸收效率在90％以上的带宽为4THz，从3.62THz到7.62THz，吸收效率在99％以上的带宽为2.7THz，从4.18THz到 6.88THz。

本发明的目的是这样实现的：

该吸波器由多个吸波单元组成，其主要结构包括底层的金属板(1)，介质层(2)，和二氧化钒图案层(3)，三者之间相互贴合。所属底层金属膜(1) 是金膜，二氧化钒图案层(3)是由单个T形经过平移旋转组合得到的。

作为优选，吸波单元周期为P＝20μm。

作为优选，金膜厚度为h1＝0.2μm，介质厚度为h2＝9.5μm。

作为优选，“双T”形二氧化钒的厚度h3＝0.2μm。

作为优选，“双T”形宽度a＝1.5μm,“双T”形构成的方环内径长L＝5 μm，尾部长L1＝5μm。

作为优选，二氧化钒图案两个T形的形状相同，大小相同。

作为优选，二氧化钒的电导率设为2×10⁵S/m。

附图说明

图1是基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器三维结构示意图。

图2是基于二氧化钒“双T”形可调谐完美吸波器的俯视图。

图3是二氧化钒电导率为2×10⁵S/m时，吸波器的吸收曲线图。

图4是改变二氧化钒电导率200S/m～2×10⁵S/m时的吸收曲线图。

图5是二氧化钒电导率为2×10⁵S/m时，该吸波器对TE、TM波的吸收曲线图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例来进一步阐述本发明。