周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的制作方法
专利名称：周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及吸收器，尤其涉及一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。
背景技术：
太赫兹波通常指频率在0.1 IOTHz (或波长在0.03 3mm)的电磁波。太赫兹波段处于微波毫米波与红外线光学之间，是电子学与光子学之间的过渡区。由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置，科学研究和技术应用上的空白点很多，因此太赫兹波段也被称为太赫兹空白。太赫兹波具有优越的性能，在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景，受到世界各国的关注美国贝尔实验室的奥斯顿等人在研究超快半导体现象时，发现了砷化镓光电导探测效应，有关结果在美国权威杂志《科学》上发表，引发了科学界的广泛关注，成为20世纪末的热门课题。实际应用中，太赫兹波吸收器以其相对较低的体积，密度低，窄频带响应，在太赫兹热成像技术中有重要的应用。我当前国内外研究的并提出过的太赫兹波吸收器结构很少，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波吸收器来支撑太赫兹波应用领域的发展。
发明内容本实用 新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。本实用新型公开了一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。它包括信号输入端、金属曲别针形结构金属传输层、基体、金属层结构；金属曲别针形结构金属传输层与基体相连，金属曲别针形结构金属传输层上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元，金属曲别针形结构金属周期单元包括方形开口环结构和连接桥结构；信号从信号输入端输入，依次经过金属曲别针形结构形金属传输层、基体、之后到金属层结构金属曲别针形结构金属传输层实现对吸收频率的选择，金属层结构实现对太赫兹波的吸收作用。所述的金属曲别针形结构金属传输层的厚度为I 2μπι。所述的基体的厚度为400 500 μ m。所述的金属层结构的厚度为I 2 μ m。所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元的间距为10 12 μ m。所述的方形开口环结构外框长度为60 70 μ m，内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。所述的连接桥结构,金属宽度为4 5 μ rm。所述的基体的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层的材料为铜，金属层结构的材料为铜。本实用新型具有吸收率高、结构简单、尺寸小、体积小、节约材料、便于制作、易于集成等优点。
图1是周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的结构示意图；图2是本实用新型的金属曲别针形结构金属传输层的结构示意图；图3是本实用新型的金属曲别针形结构周期单元的结构示意图；图4是周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的太赫兹波吸收器性能曲线。
具体实施方式
如图1 3所示，周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器包括信号输入端1、金属曲别针形结构金属传输层2、基体3、金属层结构4 ;金属曲别针形结构金属传输层2与基体3相连，金属曲别针形结构金属传输层2上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元5，金属曲别针形结构金属周期单元5包括方形开口环结构6和连接桥结构7 ;信号从信号输入端I输入，依次经过金属曲别针形结构形金属传输层2、基体3、之后到金属层结构4，金属曲别针形结构金属传输层2实现对吸收频率的选择，金属层4结构实现对太赫兹波的吸收作用。所述的金属曲别针形结构金属传输层2的厚度为I 2 μ m。所述的基体3的厚度为400 520 μ m。所述的金属层结构4的厚度为I 2 μ m。所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元5的间距为10 12μπι。所述的方形开口环结构6外框长度为60 70 μ m,内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。所述的连接桥结构7，金属宽度为4 5 μ m。所述的基体3的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层2的材料为铜,金属层结构4的材料为铜。实施例1设定各参数值如下:结构单元N = 100，金属曲别针形结构金属传输层的厚度为I U mo基体的厚度为500μηι。金属层结构的厚度为I μ m。一个相邻的金属曲别针形结构金属周期单元的间距为10 μ m。方形开口环结构外框长度为70 μ m，内框长度为50 μ m，开口宽度为2 0 μ m,宽度为5 μ m。连接桥结构金属宽度为5 μ m所述的基体的材料为高阻硅材料，缺口金属曲别针形结构金属的材料为铜，金属层结构的材料为铜。吸收系数公式A =1-R-T(A为吸收率，R为反射率，T为透过率)，用THz-TDS测得该吸收器在中心频率点为0.425THz时吸收率接近于0.99，表明吸收器具有良好的吸收性。
权利要求1.一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于包括信号输入端(I)、金属曲别针形结构金属传输层(2)、基体(3)、金属层结构(4);金属曲别针形结构金属传输层⑵与基体⑶相连，金属曲别针形结构金属传输层⑵上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元(5)，金属曲别针形结构金属周期单元(5)包括方形开口环结构(6)和连接桥结构(7);信号从信号输入端(I)输入，依次经过金属曲别针形结构金属传输层(2)、基体(3)、之后到金属层结构(4)，金属曲别针形结构金属传输层(2)实现对吸收频率的选择，金属层结构(4)实现对太赫兹波的吸收作用。
2.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的金属曲别针形结构金属传输层(2)的厚度为I 2μπι。
3.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的基体⑶的厚度为300 400 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的金属层结构(4)的厚度为I 2μπι。
5.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元(5)的间距为10 12μπι。
6.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于方形开口环结构(6)外框长度为60 70μηι,内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。
7.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的连接桥结构(X)，金 属宽度为4 5 μ m。
8.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的基体(3)的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层(2)的材料为铜，金属层结构(4)的材料为铜。
专利摘要本实用新型公开了一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，它包括信号输入端、金属曲别针形结构金属传输层、基体、金属层结构；金属曲别针形结构金属传输层与基体相连，金属曲别针形结构金属传输层上包括N×N个金属曲别针形结构金属周期单元，金属曲别针形结构金属周期单元包括方形开口环结构和连接桥结构；信号从信号输入端输入，依次经过金属曲别针形结构金属传输层、基体、之后到金属层结构，金属曲别针形结构金属传输层实现对吸收频率的选择，金属层结构实现对太赫兹波的吸收作用。本实用新型具有吸收率高、结构简单、尺寸小、体积小、节约材料、便于制作、易于集成等优点。
文档编号H01P1/20GK203150679SQ201320048649
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者程伟, 李九生 申请人:中国计量学院
技术领域：
本实用新型涉及吸收器，尤其涉及一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。
背景技术：
太赫兹波通常指频率在0.1 IOTHz (或波长在0.03 3mm)的电磁波。太赫兹波段处于微波毫米波与红外线光学之间，是电子学与光子学之间的过渡区。由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置，科学研究和技术应用上的空白点很多，因此太赫兹波段也被称为太赫兹空白。太赫兹波具有优越的性能，在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景，受到世界各国的关注美国贝尔实验室的奥斯顿等人在研究超快半导体现象时，发现了砷化镓光电导探测效应，有关结果在美国权威杂志《科学》上发表，引发了科学界的广泛关注，成为20世纪末的热门课题。实际应用中，太赫兹波吸收器以其相对较低的体积，密度低，窄频带响应，在太赫兹热成像技术中有重要的应用。我当前国内外研究的并提出过的太赫兹波吸收器结构很少，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波吸收器来支撑太赫兹波应用领域的发展。
发明内容本实用 新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。本实用新型公开了一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器。它包括信号输入端、金属曲别针形结构金属传输层、基体、金属层结构；金属曲别针形结构金属传输层与基体相连，金属曲别针形结构金属传输层上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元，金属曲别针形结构金属周期单元包括方形开口环结构和连接桥结构；信号从信号输入端输入，依次经过金属曲别针形结构形金属传输层、基体、之后到金属层结构金属曲别针形结构金属传输层实现对吸收频率的选择，金属层结构实现对太赫兹波的吸收作用。所述的金属曲别针形结构金属传输层的厚度为I 2μπι。所述的基体的厚度为400 500 μ m。所述的金属层结构的厚度为I 2 μ m。所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元的间距为10 12 μ m。所述的方形开口环结构外框长度为60 70 μ m，内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。所述的连接桥结构,金属宽度为4 5 μ rm。所述的基体的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层的材料为铜，金属层结构的材料为铜。本实用新型具有吸收率高、结构简单、尺寸小、体积小、节约材料、便于制作、易于集成等优点。
图1是周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的结构示意图；图2是本实用新型的金属曲别针形结构金属传输层的结构示意图；图3是本实用新型的金属曲别针形结构周期单元的结构示意图；图4是周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器的太赫兹波吸收器性能曲线。
具体实施方式
如图1 3所示，周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器包括信号输入端1、金属曲别针形结构金属传输层2、基体3、金属层结构4 ;金属曲别针形结构金属传输层2与基体3相连，金属曲别针形结构金属传输层2上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元5，金属曲别针形结构金属周期单元5包括方形开口环结构6和连接桥结构7 ;信号从信号输入端I输入，依次经过金属曲别针形结构形金属传输层2、基体3、之后到金属层结构4，金属曲别针形结构金属传输层2实现对吸收频率的选择，金属层4结构实现对太赫兹波的吸收作用。所述的金属曲别针形结构金属传输层2的厚度为I 2 μ m。所述的基体3的厚度为400 520 μ m。所述的金属层结构4的厚度为I 2 μ m。所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元5的间距为10 12μπι。所述的方形开口环结构6外框长度为60 70 μ m,内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。所述的连接桥结构7，金属宽度为4 5 μ m。所述的基体3的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层2的材料为铜,金属层结构4的材料为铜。实施例1设定各参数值如下:结构单元N = 100，金属曲别针形结构金属传输层的厚度为I U mo基体的厚度为500μηι。金属层结构的厚度为I μ m。一个相邻的金属曲别针形结构金属周期单元的间距为10 μ m。方形开口环结构外框长度为70 μ m，内框长度为50 μ m，开口宽度为2 0 μ m,宽度为5 μ m。连接桥结构金属宽度为5 μ m所述的基体的材料为高阻硅材料，缺口金属曲别针形结构金属的材料为铜，金属层结构的材料为铜。吸收系数公式A =1-R-T(A为吸收率，R为反射率，T为透过率)，用THz-TDS测得该吸收器在中心频率点为0.425THz时吸收率接近于0.99，表明吸收器具有良好的吸收性。
权利要求1.一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于包括信号输入端(I)、金属曲别针形结构金属传输层(2)、基体(3)、金属层结构(4);金属曲别针形结构金属传输层⑵与基体⑶相连，金属曲别针形结构金属传输层⑵上包括NXN个金属曲别针形结构金属周期单元(5)，金属曲别针形结构金属周期单元(5)包括方形开口环结构(6)和连接桥结构(7);信号从信号输入端(I)输入，依次经过金属曲别针形结构金属传输层(2)、基体(3)、之后到金属层结构(4)，金属曲别针形结构金属传输层(2)实现对吸收频率的选择，金属层结构(4)实现对太赫兹波的吸收作用。
2.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的金属曲别针形结构金属传输层(2)的厚度为I 2μπι。
3.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的基体⑶的厚度为300 400 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的金属层结构(4)的厚度为I 2μπι。
5.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的一个相邻的金属曲别针形结构周期单元(5)的间距为10 12μπι。
6.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于方形开口环结构(6)外框长度为60 70μηι,内框长度为40 50 μ m,开口宽度为15 20 μ m,金属宽度为4 5 μ m。
7.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的连接桥结构(X)，金 属宽度为4 5 μ m。
8.根据权利要求1所述的一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，其特征在于所述的基体(3)的材料为高阻硅材料，金属曲别针形结构金属传输层(2)的材料为铜，金属层结构(4)的材料为铜。
专利摘要本实用新型公开了一种周期性金属曲别针形结构的太赫兹波吸收器，它包括信号输入端、金属曲别针形结构金属传输层、基体、金属层结构；金属曲别针形结构金属传输层与基体相连，金属曲别针形结构金属传输层上包括N×N个金属曲别针形结构金属周期单元，金属曲别针形结构金属周期单元包括方形开口环结构和连接桥结构；信号从信号输入端输入，依次经过金属曲别针形结构金属传输层、基体、之后到金属层结构，金属曲别针形结构金属传输层实现对吸收频率的选择，金属层结构实现对太赫兹波的吸收作用。本实用新型具有吸收率高、结构简单、尺寸小、体积小、节约材料、便于制作、易于集成等优点。
文档编号H01P1/20GK203150679SQ201320048649
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月23日 优先权日2013年1月23日
发明者程伟, 李九生 申请人:中国计量学院
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