一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器

(一)本发明涉及太赫兹波操纵，具体是指一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器。

背景技术：

0、(二)背景技术

1、太赫兹波通常被定义为频率处于0.1～10thz范围内的电磁波。在长波段与毫米波相重合，在短波段与红外光相重合，是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，也是电子学向光子学的过渡区，称为电磁波谱的“太赫兹空隙”。

2、利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识。thz技术可广泛应用于雷达、遥感、国土安全与反恐、高保密的数据通讯与传输、大气与环境监测、实时生物信息提取以及医学诊断等领域。因此，高效地操控太赫兹波已经成为科研人员普遍关注的问题。但现有偏振调控器件中，多数存在转换效果不够理想、带宽窄的问题。

技术实现思路

0、(三)
技术实现要素：

1、为解决上述问题，本发明公开了一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，可以实现太赫兹波段的偏振转换功能，并且具有较为理想的带宽。

2、本发明通过以下技术方案来实现：

3、一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器：在底层金上镀了一层二氧化硅介质，然后在介质上生长五个半径不同的金柱。二氧化硅的厚度为10μm，底层金的厚度为4μm，金柱的厚度都固定为1μm，最外侧的两个金柱直径为4μm，与其相接的两金柱直径为6μm，中间的金柱短轴和长轴分别为r1和r2，其中r1固定为8μm，结构的周期px和py均固定为30μm。本发明所述的基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器在特定的频段处，可以将入射光中的将线偏振光转换成与其相交的圆偏振光，或者通过改变参数r2后，也可以将线偏振光转换成圆偏振光。

技术特征：

1.一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，其特征在于：在金属层2上镀一层衬底1，在衬底1上生长五个半径不同的金属柱3；衬底1为二氧化硅，2和3的材料为金；结构x方向的周期为px，结构y方向的周期为py。

2.根据权利要求1所述的一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，其特征在于：1的厚度固定为10μm，2的厚度固定为4μm，金柱的厚度均固定1μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，其特征在于：最外侧的两个金柱直径为4μm，与其相接的两金柱直径为6μm，结构周期px和py均固定为30μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，其特征在于：中间的金柱短轴和长轴分别为r1和r2，其中r1固定为8μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于金柱结构的宽带太赫兹偏振转换器，其特征在于：所述的偏振转换器可以实现一个四分之一波片，通过调谐r2的大小还可以实现一个半波片，并且均实现了较为优异的性能。

技术总结
本发明公开一种金柱结构宽带太赫兹偏振转换器，包括二氧化硅介质与上金柱复合为一体形成超表面结构。本发明的有益效果是：通过调谐参数可实现2.42～4.83THz范围的半波片以及2.35～4.51THz范围的四分之一波片，并且都具有比较理想的带宽和较为优异的偏振转换率(PCR)，这为高性能宽带偏振转换器的设计提供了一定的理论和数据支撑。该发明结构设计新颖，性能优越，可望在未来高性能偏振器件设计方面得到广泛运用。

技术研发人员：肖功利,周嗣童,余哲榕,杨宏艳,陈赞辉,刘兴鹏,王阳培华,李海鸥
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13