基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关的制作方法

本发明涉及太赫兹波开关，尤其涉及一种基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关。

背景技术：

太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围（位于微波频段和光频段之间）覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如：瞬态性、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物等领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术以及太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。

太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。然而现有的太赫兹波开关大都存在着结构复杂、成本高、控制效率低等诸多缺点。所以迫切需要提出控制原理简单，控制效果良好，结构简单，材料新颖的太赫兹波开关来促进太赫兹技术的发展。

技术实现要素：

本发明提供一种基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关，技术方案如下：

基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关，它包括顶层电极、上层远红外石英玻璃、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层、下层远红外石英玻璃、底层电极、电源，开关结构由上至下依次为顶层电极、上层远红外石英玻璃、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层、下层远红外石英玻璃、底层电极，太赫兹信号在顶层电极正上方从几何中心处垂直输入，通过控制电源的通断来控制太赫兹波的透过率，进而实现太赫兹波开关的功能。

上述方案可采用如下优选方式：

所述的顶层电极和底层电极的材料和几何参数相同，材料是导电胶，长和宽都为4.5cm~5cm，厚度为0.01mm~0.05mm；所述的上层远红外石英玻璃和下层远红外石英玻璃的几何参数相同，长和宽都为4.5cm~5cm，厚度为1mm~1.5mm；所述的环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层厚度为0.8mm~1mm；所述的电源是直流电源，输出电压为8000v~10000v。

本发明具有控制原理简单，控制效果良好，结构简单，材料新颖等优点。

附图说明

图1是基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关三维示意图；

图2是实施例1一种基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关的性能曲线图；

图3是实施例1一种基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关的开关速度达到0.5ms时归一化太赫兹传输强度。

具体实施方式

如图1所示，基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关，它包括顶层电极1、上层远红外石英玻璃2、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层3、下层远红外石英玻璃4、底层电极5、电源6，开关结构由上至下依次为顶层电极1、上层远红外石英玻璃2、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层3、下层远红外石英玻璃4、底层电极5，太赫兹信号在顶层电极1正上方从几何中心处垂直输入，通过控制电源的通断来控制太赫兹波的透过率，进而实现太赫兹波开关的功能。

所述的顶层电极1和底层电极5的材料和几何参数相同，材料是导电胶，长和宽都为4.5cm~5cm，厚度为0.01mm~0.05mm；所述的上层远红外石英玻璃2和下层远红外石英玻璃4的几何参数相同，长和宽都为4.5cm~5cm，厚度为1mm~1.5mm；所述的环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层3的厚度为0.8mm~1mm；所述的电源6是直流电源，输出电压为8000v~10000v。

实施例1

基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关：

如图1所示，本实施例中，基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关的结构和各部件形状如上所述，因此不再赘述。但各部件的具体参数如下：顶层电极和底层电极的材料和几何参数相同，材料是导电胶，长和宽都为5cm，厚度为0.065mm；上层远红外石英玻璃和下层远红外石英玻璃的几何参数相同，长和宽都为5cm，厚度为1mm；环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层厚度为1mm；电源是直流电源，输出电压为8000v~10000v。

基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关的各项性能指标利用太赫兹光谱仪进行开关实验，太赫兹信号在顶层电极正上方从几何中心处垂直输入。图2是太赫兹波开关的传输曲线，可以看到，在频率f=1thz处，当电源关断时，太赫兹波的传输效率达到98%，此时定义为太赫兹波开关为“开”状态；当电源开通时，通过上下电极给太赫兹波开关施加电场，由于锡氧化钛草酸盐电变液介质性质改变，呈现类金属化，对太赫兹波吸收率急剧增加，太赫兹波传输效率降为0.1%，此时定义为太赫兹波开关为“关”状态。通过控制电源的通断，利用所提出结构可以实现太赫兹波开关功能，开关速度快达到0.5ms。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于锡氧化钛草酸盐电变液的太赫兹波开关，它包括顶层电极、上层远红外石英玻璃、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层、下层远红外石英玻璃、底层电极、电源；开关结构由上至下依次为顶层电极、上层远红外石英玻璃、环形远红外石英玻璃包围的锡氧化钛草酸盐电变液介质层、下层远红外石英玻璃、底层电极，太赫兹信号在顶层电极正上方从几何中心处垂直输入，通过控制电源的通断来控制太赫兹波的透过率，进而实现太赫兹波开关的功能，本发明具有控制原理简单，控制效果良好，结构简单，材料新颖等优点。

技术研发人员：李九生;严德贤
受保护的技术使用者：中国计量大学
技术研发日：2018.08.07
技术公布日：2018.12.18