【技术实现步骤摘要】
一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器
[0001]本专利技术涉及太赫兹波谐振点调制器领域，具体涉及一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器。
技术介绍
[0002]太赫兹调制器作为太赫兹信号强度的主要调制器件之一，在太赫兹通信、军事雷达探测、安检成像等多个领域得到广泛应用，它可以将基带信号(电信号)所包含的信息以太赫兹波作为载体的方式在信道中发射出去。其原理为通过外加电场改变半导体材料中的载流子分布，从而使得超表面结构对太赫兹波的电磁响应发生改变，最终达到调控太赫兹波的目的。
[0003]太赫兹波(THz)是频率范围为0.1
‑
10THz的电磁波﹐在电磁频谱的微波和红外区域之间架起了桥梁,在过去20年里引起人们越来越多的关注。以太赫兹波通信时，由于THz波段由于数据传输速率高以实现比当前超宽带(UWB)技术快100到1000倍的10Gbps无线传输速度。而且无线通信是可能给现代电子信息带来巨大突破的重要研究方向技术之一。因此，在这种背景下，对太赫兹波进行有效的超快速调节，使得数据传输在通信和成像中的应用成为了一种具有非常大潜力和价值的研究内容。此外，太赫兹调制器的突破必将为基于直接调制方法的太赫兹通信技术带来重要的发展。现有的太赫兹超表面调制器工作模式单一，电流路径少，一般只能产生一个谐振点，在此基础上只能对一个谐振点进行调制。具有多工作模式的太赫兹调制器在提高太赫兹通信的通信容量和有效利用工作带宽方面具有重要的应用价值。
[0004]有鉴于此，特提出本申请。>
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有的太赫兹超表面调制器工作模式单一，电流路径少，只能产生一个谐振点且太赫兹波调制功能单一，目的在于提供一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，解决上述问题。
[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0007]一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，包括介质基板，包括：
[0008]谐振结构，所述谐振结构包括双“T”型谐振结构以及双“E”型谐振结构，其中，所述双“T”型谐振结构沿介质基板的中心线镜面对称从而所述介质基板上形成用于谐振的第一控制区域，所述双“E”型谐振结构沿介质基板的中心线镜面对称从而所述介质基板形成用于谐振的第二控制区域；
[0009]调制开关，所述调制开关用于改变谐振点处太赫兹波的透射系数；
[0010]其中，所述介质基板的表面附着有超材料结构层，所述介质基板、所述双“T”型谐振结构、所述双“E”型谐振结构以及所述调制开关均附着于所述超材料结构层。
[0011]在本申请的一种可选地实施例中，所述双“T”型谐振结构包括两个第一谐振结构，
其中，任意一个所述第一谐振结构包括长金属臂以及短金属臂，所述短金属臂垂直连接于所述长金属臂中部从而第一谐振结构形成T型框，两个所述T型框的短金属臂相对设置从而超材料结构层表面形成第一控制区域。
[0012]在本申请的一种可选地实施例中，两个所述第一谐振结构以介质基板的中心点为对称点互为镜面对称，其中，两条所述长金属臂长度为215
‑
243μm，两条所述短金属臂的长度为130
‑
160μm。
[0013]在本申请的一种可选地实施例中，所述双“E”型谐振结构包括两个第二谐振结构，其中，任意一个所述第二谐振结构包括第一金属臂、两条第二金属臂以及第三金属臂，两条所述第二金属臂分别连接于所述第一金属臂的端部，所述第一金属臂中部连接所述第三金属臂，所述第二金属臂与所述第三金属臂相互平行从而第二谐振结构形成有半包围框，两个所述半包围框的开口相对设置从而超材料结构层表面形成第二控制区域。
[0014]在本申请的一种可选地实施例中，第二金属臂间的间距为15
‑
30μm，呈相互对称的两条第三金属臂间的间距为35
‑
45μm。
[0015]在本申请的一种可选地实施例中，所述双“E”型谐振结构的第二金属臂与对应一侧的双“E”型谐振结构的长金属臂之间形成有用于放置所述调制开关的间隙，所述间隙的间距为25
‑
35μm。
[0016]在本申请的一种可选地实施例中，所述调制开关包括四个第一开关以及两个第二开关，所述第一开关分别设置于所述间隙处，所述第二开关数分别设置于所述双“E”型谐振结构的第一金属臂与第三金属臂连接间隙处，所述第一开关的长度为25
‑
35μm，所述第二开关的长度为10
‑
15μm。
[0017]在本申请的一种可选地实施例中，所述调制开关处添加有可控有源材料。
[0018]在本申请的一种可选地实施例中，所述介质基板为碳化硅衬底，厚度为50～90μm，相对电介常数为11.9。
[0019]在本申请的一种可选地实施例中，所述超材料结构层的表面由金属Au构成，厚度为0.1～1μm，电导率为4.561
×
107。
[0020]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0021]本专利技术提供的一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，通过设置双“T”型谐振结构和双“E”型谐振结构，分别产生了不同的电流路径，从而可以产生两个谐振频率，实现补偿谐振现象产生不同频率响应，从而可以同时产生两个谐振点，极大提高了太赫兹调制器多工作模式的丰富度，在此基础上，通过在双“T”型谐振结构和双“E”型谐振结构中添加调制开关，调制开关可以调控不同电磁波频率下的透射系数，调制开关包括有第一开关与第二开关，通过第一开关与第二开关之间的配合，从而实现调制太赫兹波的效果，方便太赫兹波的调制。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
[0023]图1为本专利技术实施例提供的调制器整体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的调制器透射系数与介质基板厚度的关系图；
[0025]图3为本专利技术实施例提供的调制器透射系数与第三金属臂长度的关系图；
[0026]图4a为本专利技术实施例提供的调制器透射系数与第二金属臂长度的关系图；
[0027]图4b为本专利技术实施例提供的调制器透射系数与另一第二金属臂长度的关系图；
[0028]图5为本专利技术实施例提供的调制器开关开启状态下的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例提供的调制器开关关闭状态下的结构示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例提供的不同开关状态下的透射系数。
[0031]附图中标记及对应的零部件名称：
[0032]100
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介质基板，200
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双“本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，包括介质基板(100)，其特征在于，包括：谐振结构，所述谐振结构包括双“T”型谐振结构(300)以及双“E”型谐振结构(200)，其中，所述双“T”型谐振结构(300)沿介质基板(100)的中心线镜面对称从而所述介质基板上(100)形成用于谐振的第一控制区域，所述双“E”型谐振结构(200)沿介质基板(100)的中心线镜面对称从而所述介质基板(100)形成用于谐振的第二控制区域；调制开关，所述调制开关用于改变谐振点处太赫兹波的透射系数；其中，所述介质基板(100)的表面附着有超材料结构层，所述介质基板(100)、所述双“T”型谐振结构(300)、所述双“E”型谐振结构(200)以及所述调制开关均附着于所述超材料结构层。2.根据权利要求1所述的一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，其特征在于，所述双“T”型谐振结构(300)包括两个第一谐振结构，其中，任意一个所述第一谐振结构包括长金属臂以及短金属臂，所述短金属臂垂直连接于所述长金属臂中部从而第一谐振结构形成T型框，两个所述T型框的短金属臂相对设置从而超材料结构层表面形成第一控制区域。3.根据权利要求2所述的一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，其特征在于，两个所述第一谐振结构以介质基板(100)的中心点为对称点互为镜面对称，其中，两条所述长金属臂长度为215
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243μm，两条所述短金属臂的长度为130
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160μm。4.根据权利要求1所述的一种基于T型和E型超表面谐振结构的太赫兹调制器，其特征在于，所述双“E”型谐振结构(200)包括两个第二谐振结构，其中，任意一个所述第二谐振结构包括第一金属臂、两条第二金属臂以及第三金属臂，两条所述第二金属臂分别连接于所述第一金属臂的端部，所述第一金属臂中部连接所述第三金...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振，孙楷京，杨龙亮，范俊凤，马勇，潘武，冉佳，黄文，郝宏刚，李国军，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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