一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法技术

一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，属于太赫兹波相位调控领域。包括：1）将有机溶剂注入比色皿中；2）将装有有机溶剂的比色皿放入太赫兹波的光路上；3）在20~70℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，即可实现太赫兹波的相位调控。本发明专利技术基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，采用苯、甲苯等有机溶剂，价格低廉，容易获得；方法简单，易于操作，重复性好，使用范围广，通过温度或光即可实现太赫兹波的相位调控。调控。调控。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法


[0001]本专利技术属于太赫兹波相位调控领域，具体涉及一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法。

技术介绍

[0002]太赫兹波技术被美国评为“改变未来世界的十大技术”之一，被日本列为“国家支柱十大重点战略目标”之首。其中太赫兹波相位调控，是指对时域太赫兹波谱在传输时间上进行延迟或提前的一种调控技术，其在太赫兹波通讯、雷达等领域有着巨大的应用前景。在两束太赫兹波同时传输时，通过对其中一束的相位进行调控，可以实现相消或增强；在多束太赫兹波同时传输时，也可以通过控制某些波的相位来实现对太赫兹波波束方向的调整。因此，一种廉价、便捷、应用广泛的太赫兹波相位调制方法就显得极为重要。
[0003]液晶材料是一种被广泛研究的太赫兹波相位调控材料。这是由于液晶材料是一种双折射率材料，可以通过诸如磁场、电场等外场来改变液晶分子的取向来调节液晶材料的双折射率，从而实现从可见光到微波、太赫兹波的相位调控。目前为止，可以通过对液晶材料施加外磁场或者电场的方式来实现太赫兹波相位的动态可调。通过磁场调控，需要在高达5100Gs的磁场下，才能让太赫兹（1THz）通过1.3mm厚的液晶实现55
°
的相位调控，施加磁场的装置会很庞大，且很不方便。而通过电场调控，需要施加超过100V/cm的电场，才能让太赫兹（1THz）通过0.5mm厚的液晶实现90
°
相位调控。这样大的电场，一般需要设计一个复杂的结构来使电极的距离足够近以产生足够大的电场，但是导电电极一般是难以透过太赫兹的，因此需要更复杂的设计来实现电场调控相位。此外，液晶材料价格高昂，磁场和电场的施加对应用场景有严格的要求，这些都限制了该方法的广泛应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提出了一种价格低廉的基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，本专利技术的目的之二在于提出了一种光调控的太赫兹波相位调控方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：1）有机溶剂注入比色皿中；2）将装有有机溶剂的比色皿放入太赫兹波的光路上；3）在6~79℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，即可实现太赫兹波的相位调控。
[0006]进一步地，所述有机溶剂为折射率随温度变化的有机溶剂，具体为苯、甲苯等。
[0007]一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将纳米颗粒分散于有机溶剂中，搅拌混合均匀，得到质量浓度为0.01~0.1 mg/mL的纳米颗粒溶液，并将纳米颗粒溶液注入比色皿中；2）将装有纳米颗粒溶液的比色皿放入太赫兹波的光路上；3）通过在6~79℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，或者通过在装有纳米颗粒溶液的
比色皿上施加激光光束，在0.01W~3W的功率范围内改变激光光束的功率，即可实现太赫兹波的相位调控。
[0008]进一步地，步骤（1）所述纳米颗粒为金、银、硅、氮化钛等具有光热效应的纳米颗粒，纳米颗粒的直径为2~200nm。
[0009]进一步地，步骤（1）所述有机溶剂为折射率随温度变化的有机溶剂，具体为苯、甲苯等。
[0010]进一步地，步骤（3）所述激光光束为能与纳米颗粒产生光热作用的泵浦或连续激光，激光波长根据纳米颗粒光吸收能力进行调节。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，采用苯、甲苯等有机溶剂，价格低廉，容易获得；方法简单，易于操作，重复性好，使用范围广，通过温度或光即可实现太赫兹波的相位调控。
附图说明
[0012]图1为实施例1中，激光照射金纳米颗粒溶液前后，太赫兹波的时域谱透射信号对比；图2 为实施例1的测试结果；其中，（a）为不同激光功率照射下，金纳米颗粒溶液的太赫兹时域透射图；（b）为根据（a）计算得到的折射率变化曲线；（c）为根据（a）计算得到的相位移动曲线；图3为实施例2得到的不同温度下的太赫兹时域透射谱；图4为实施例3得到的不同温度下的太赫兹时域透射谱；图5为对比例纯甲苯在不同激光照射下的太赫兹时域透射谱。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和实施例，详述本专利技术的技术方案。
[0014]一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：1）有机溶剂注入比色皿中，比色皿密封，以避免加热过程中挥发的有机溶剂扩散到空气中；2）将装有有机溶剂的比色皿放置在太赫兹光谱系统的光路上，让太赫兹波信号穿过比色皿中的有机溶剂；3）在6~79℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，获得延迟不同的太赫兹波时域谱透射信号，然后将时域谱信号通过傅里叶变换即可计算得到相位变化。
[0015]一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将纳米颗粒分散于有机溶剂中，搅拌混合均匀，得到质量浓度为0.01~0.1mg/mL的纳米颗粒溶液，并将纳米颗粒溶液注入比色皿中，比色皿密封，以避免加热过程中挥发的有机溶剂扩散到空气中；2）将装有纳米颗粒溶液的比色皿放置在太赫兹光谱系统的光路上，让太赫兹波信号穿过比色皿中的纳米颗粒溶液；3）通过在6~79℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，获得延迟不同的太赫兹波时域谱
透射信号，然后将时域谱信号通过傅里叶变换即可计算得到相位变化；或者通过在装有纳米颗粒溶液的比色皿上施加0.01~3W的激光光束，通过改变激光功率，得到延迟不同的太赫兹波时域谱透射信号，然后将时域谱信号通过傅里叶变换即可计算得到相位变化。其中，激光为能与纳米颗粒产生光热作用的某段特定波长的泵浦或连续激光。例如金纳米颗粒，所用激光波长应不超过800 nm，具体数值可由光吸收谱测得。
[0016]实施例1一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，包括以下步骤：步骤1、将0.2mg金纳米颗粒分散在5mL甲苯中，获得质量浓度为0.04mg/mL的金纳米颗粒溶液，金纳米颗粒的粒径为6nm；然后，取1.5mL金纳米颗粒溶液，采用玻璃注射器注入石英比色皿中，比色皿光程为5mm，壁厚1.25mm，比色皿密封，以避免加热过程中挥发的甲苯扩散到空气中；步骤2、如图1所示，将步骤1得到的装有金纳米颗粒溶液的比色皿放置在太赫兹光谱系统的光路上，让太赫兹波信号穿过比色皿中的金纳米颗粒溶液，同时，将一束波长为650 nm的激光照射在比色皿上；步骤3、调节激光功率，从0到3W，每隔1W间隔测试一个太赫兹时域谱透射信号，其结果如图2所示。由图2可知，随着激光强度的增加，太赫兹时域谱信号不断向左移动。通过傅里叶变换计算得到频率相关的折射率以及相位移动图。发现随着激光强度的增加，折射率降低，相位移动变大。当激光功率达到3W，对太赫兹波（1THz）可实现255
°
的相位移动，在1.5THz 处，相位移动接近360
°
。在0、1、2和3W功率的650nm激光照射下，纳米颗粒溶液的温度分别为21℃、42℃、55℃和68℃。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，包括以下步骤：1）有机溶剂注入比色皿中；2）将装有有机溶剂的比色皿放入太赫兹波的光路上；3）在6~79℃的温度范围内调节有机溶剂的温度，实现太赫兹波的相位调控。2.根据权利要求1所述的基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，在步骤1）有机溶剂中加入质量浓度为0.01~0.1 mg/mL的纳米颗粒。3.根据权利要求2所述的基于有机溶剂的太赫兹波相位调控方法，其特征在于，步骤3）的过程替换为：通过在比色皿...

【专利技术属性】
技术研发人员：文天龙，李远鹏，钟智勇，张岱南，廖宇龙，张怀武，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：