本发明涉及太赫兹技术领域,尤其涉及一种多频带超薄太赫兹强吸收体。
背景技术:
太赫兹波是指频率处于0.1thz-10thz,对应的波长范围为0.03mm-3mm之间的电磁波,在电磁波谱中位于微波与红外之间。太赫兹波具有宽频谱、高透射、低辐射等特性,在通信、成像和安检等领域具有潜在的应用前景。为了进一步扩展和推广太赫兹技术的应用,研究者们提出了各种各样的太赫兹功能器件,比如滤波器、开关、振幅调制器、相位调制器、吸收体等等。然而由于自然界缺乏理想的可控频率吸收的天然材料,以及太赫兹隐身技术在军事安全中的苛刻要求,目前的太赫兹吸收体无法满足实际应用的需求。近年来,研究人员也设计出了多种太赫兹吸收体,这些吸收体大多是基于电磁超材料,其结构采用类似于“三明治”的多层结构组成。这些吸收体结构厚度偏厚,吸收率不高,工艺过程复杂,不易集成。为此,针对现有技术的缺陷,本发明提出了一种多频带超薄太赫兹强吸收体,该吸收体具有厚度薄,多频带,吸收率高,易于集成等优点。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是,针对现有基于电磁超材料的太赫兹强吸收体结构复杂、厚度偏厚、成本较高、吸收率不高、不易集成等技术不足,提出了一种多频带超薄太赫兹强吸收体。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提出一种多频带超薄太赫兹强吸收体。所述的多频带超薄太赫兹强吸收体是由厚度为t1的金属薄膜层1和厚度为t2的半导体介质层2叠加而成,其中半导体介质层是由呈正方晶格阵列排列的半导体圆柱体构成,半导体圆柱体的高度为t2,半径为r,周期为p。本发明所提出的多带超薄太赫兹强吸收体具有厚度超薄,多频带,吸收率高,易于集成等优点。
进一步地、所述金属薄膜层的材料为贵金属,包括但不限于金、银和铜。
进一步地、所述金属薄膜层的厚度t1大于入射太赫兹波的趋肤深度。
进一步地、所述半导体介质层的材料为半导体,包括但不限于硅、锗和砷化镓。
进一步地、所述半导体介质层的厚度t2为2-7μm。
进一步地、所述半导体圆柱体的半径r为20-37μm。
进一步地、所述半导体圆柱体的周期为50-80μm。
综上所述,一种多频带超薄太赫兹强吸收体的优点在于:
1,本方案提出的吸收体厚度超薄,结构简单,容易集成;
2,吸收频率可以通过改变半导体圆柱体的半径及其厚度来实现调制;
3,太赫兹强吸收体具有多个强吸收峰,吸收率均达97%以上。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是多频带太赫兹强吸收体的结构示意图;
图2是多频带太赫兹强吸收体的吸收频谱图;
图中标示:1、金属薄膜层;2、半导体介质层。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明:
参照图1,本发明公开了一种多频带超薄太赫兹强吸收体。所述的多频带超薄太赫兹强吸收体是由厚度为t1的金属薄膜层1和厚度为t2的半导体介质层2叠加而成,其中半导体介质层是由呈正方晶格阵列排列的半导体圆柱体构成,半导体圆柱体的高度为t2,半径为r,周期为p。
参照图2,给出了一种多频带超薄太赫兹强吸收体的吸收光谱。本实施方式为上述实施方式的一种具体体现,在本实施方式中,多频带超薄太赫兹强吸收体中半导体圆柱体的周期p为80μm,半径为35μm,材料为硅,厚度t2为3.7μm,金属薄膜层的材料为金,厚度t1为0.2μm。从图中可以看出,在4.0-6.0thz区间内,存在四个吸收峰,频率从左到右依次为4.628thz,5.098thz,5.246thz,5.726thz,对应的吸收率依次为97.565%,98.943%,98.423%,99.614%。