太赫茲超材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電磁通信領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種太赫茲超材料。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲波段(Terahertz，THz)，是指頻率位于0.1THz-lOTHz范圍內(nèi)的電磁波，其波長(zhǎng)覆蓋3mm-30 μ m，也被成為T(mén)Hz輻射、亞毫米波或者T射線。太赫茲在電磁波譜中處于毫米波和紅外之間，相對(duì)于毫米波和紅外這兩個(gè)波段而言，太赫茲在電磁通信領(lǐng)域的應(yīng)用并不廣泛。
[0003]對(duì)于太赫茲的應(yīng)用受限的原因來(lái)說(shuō)，主要在于其受到太赫茲發(fā)生源、探測(cè)器以及功能器件的制約，因此尚未得到大規(guī)模應(yīng)用；此外，由于太赫茲波長(zhǎng)非常短，這則會(huì)導(dǎo)致其器件尺寸相對(duì)微波器件而言要小很多，也就是說(shuō)，其尺寸可能是微波器件的百分之幾的量級(jí)，因此，太赫茲器件的加工會(huì)變得非常困難，而且成本高昂。
[0004]所以，在現(xiàn)有技術(shù)中，大部分太赫茲器件都是采用光刻方法得到的，但是這樣會(huì)造成樣件尺寸小，成品率不高的問(wèn)題，而這顯然會(huì)極大的制約對(duì)太赫茲技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用。
[0005]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中太赫茲器件所存在的加工困難，價(jià)格昂貴，不利于太赫茲技術(shù)在電磁通信領(lǐng)域的應(yīng)用的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種太赫茲超材料，能夠簡(jiǎn)化太赫茲器件的加工步驟，降低加工成本，能夠電磁通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種太赫茲超材料。
[0009]該太赫茲超材料包括:
[0010]基底；
[0011]設(shè)置在基底上的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，其中，通過(guò)調(diào)整電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)尺寸和方阻實(shí)現(xiàn)太赫茲波段電磁調(diào)制功能。
[0012]其中，該基底包括柔性基底。
[0013]此外，該太赫茲超材料進(jìn)一步包括:
[0014]覆蓋在基底上的電磁損耗薄膜。
[0015]其中，在電磁損耗薄膜上加工有不同尺寸的上述電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0016]可選的，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為具有開(kāi)口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0017]其中，具有開(kāi)口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)呈U字形、V字形、C字形、倒h形、L字形、或者y字形。
[0018]可選的，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為具有閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0019]其中，具有閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)呈橢圓形、閉合多邊形、D字形、或者P字形。
[0020]優(yōu)選的，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的方阻為200歐姆每方。
[0021]此外，電磁損耗薄膜所包含的材料選自納米碳粉、或者樹(shù)脂、或者二者的結(jié)合。
[0022]另外，可選的，設(shè)置在基底上的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)，且多個(gè)電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)在基底上以周期性陣列的方式進(jìn)行排布。
[0023]其中，基底劃分有多個(gè)單元格，每個(gè)單元格上放置一個(gè)電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0024]優(yōu)選的，單元格呈方形，且單元格的長(zhǎng)度和寬度的尺寸范圍均為320 μηι?480 μ mD
[0025]優(yōu)選的，柔性基底包括聚酰亞胺薄膜(PI)膜。
[0026]優(yōu)選的，柔性基底為低介電常數(shù)的基底。
[0027]可選的，基底的介電常數(shù)的取值范圍為2.8?4.2，基底的損耗角正切的取值范圍為0.0048?0.0072，基底的厚度的取值范圍為60 μ m?90 μ m。
[0028]可選的，基底的介電常數(shù)的取值范圍為3.44?5.16，基底的損耗角正切的取值范圍為0.0032?0.0048，基底的厚度的取值范圍為32 μ m?48 μ m。
[0029]其中，太赫茲超材料的對(duì)太赫茲波段的電磁調(diào)制功能的影響因素包括以下至少之
[0030]電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的尺寸；
[0031]電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的方阻；
[0032]多個(gè)電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)在基底上的周期排布方式。
[0033]優(yōu)選的，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)包括相互平行且對(duì)稱(chēng)的兩條側(cè)邊以及連接兩條側(cè)邊的底邊。
[0034]優(yōu)選的，側(cè)邊的長(zhǎng)度的取值范圍為180 μπι?220 μm，側(cè)邊的寬度的取值范圍為40 μπι?60 μπι，兩條側(cè)邊相距的取值范圍為180 μπι?220 μπι，底邊的長(zhǎng)的取值范圍為240 μ m ?360 μ mD
[0035]本實(shí)用新型通過(guò)在基底上設(shè)置電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)調(diào)整電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的不同結(jié)構(gòu)尺寸和方阻來(lái)實(shí)現(xiàn)太赫茲波段電磁調(diào)制功能，從而達(dá)到簡(jiǎn)化太赫茲器件的加工步驟，降低加工成本的效果，使得太赫茲技術(shù)能夠在電磁通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的效果O
【附圖說(shuō)明】
[0036]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的太赫茲超材料的側(cè)面圖；
[0038]圖2是根據(jù)圖1所示的太赫茲超材料的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種太赫茲超材料。
[0041 ] 如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的太赫茲超材料包括:
[0042]基底11，和設(shè)置在基底11上表面的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12，其中，從與圖1對(duì)應(yīng)的太赫茲超材料的俯視圖圖2可以看出，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的結(jié)構(gòu)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中，可以通過(guò)調(diào)整電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的不同結(jié)構(gòu)尺寸和方阻來(lái)實(shí)現(xiàn)太赫茲波段電磁調(diào)制功能。
[0043]對(duì)于上述實(shí)施例中的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12來(lái)說(shuō)，在該太赫茲超材料的制作過(guò)程中，首先需要在基底11上覆蓋一層電磁損耗薄膜，而該電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12正是基于該電磁損耗薄膜加工制作而成，而在不同的實(shí)施例中，可以在電磁損耗薄膜上加工不同尺寸的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12，使得基底上設(shè)置有多個(gè)不同尺寸的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0044]其中，從圖1、圖2所示的實(shí)施例中可以看出，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)可以為具有開(kāi)口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)(圖1、圖2示意的為單開(kāi)口的規(guī)則諧振環(huán))，但是根據(jù)電磁調(diào)制的不同需求，也可以將電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12構(gòu)造成閉合諧振環(huán)或者多開(kāi)口的諧振環(huán)，從而調(diào)節(jié)太赫茲波段(0.1THz?1THz)的電磁損耗的頻率和幅度。
[0045]例如在不同的實(shí)施例中，在該電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為具有開(kāi)口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，該具有開(kāi)口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)可以呈U字形、V字形、C字形、倒h形、L字形、或者y字形等。
[0046]而在該電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為具有閉口的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，該具有閉合的諧振環(huán)結(jié)構(gòu)可以呈橢圓形、閉合多邊形、D字形、或者P字形等。
[0047]優(yōu)選的，從圖2可以看出，在本實(shí)施例中，該諧振環(huán)結(jié)構(gòu)為U形規(guī)則單開(kāi)口諧振環(huán)(即單開(kāi)口方形諧振環(huán))，其中，從圖1可以看出，該單開(kāi)口方形諧振環(huán)包括相互平行且對(duì)稱(chēng)的兩條側(cè)邊以及連接兩條側(cè)邊的底邊，其中，對(duì)于兩側(cè)邊和底邊的尺寸來(lái)說(shuō)，這里的側(cè)邊的長(zhǎng)度的取值范圍為180 μπι?220 μm，側(cè)邊的寬度的取值范圍為40 μπι?60 μπι、兩條側(cè)邊相距的取值范圍為180 μ m?220 μ m，底邊的長(zhǎng)度的取值范圍為240 μ m?360 μ m，其中，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，側(cè)邊長(zhǎng)度和寬度分別為200 μπι、50 μm，兩條側(cè)邊相距為200 μm，該底邊長(zhǎng)度為300 μπι。
[0048]相應(yīng)的，從圖2還可以看出，電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)12的厚度h = 18 μπι。
[0049]其中，圖2所示的電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的方阻則為200歐姆每方。
[0050]當(dāng)然，這里只是示意性的舉例而已，也就是說(shuō)，本實(shí)用新型對(duì)于諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的具體形狀并不作限定，只要使該電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)滿足是環(huán)形結(jié)構(gòu)，從而可以根據(jù)對(duì)太赫茲頻段的不同調(diào)節(jié)要求，設(shè)置不同類(lèi)型的環(huán)結(jié)構(gòu)在即可。
[0051]此外，在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于加工成上述電磁損耗諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的電磁損耗薄膜的組成材料而言，所包含的材料選自納米碳粉、或者樹(shù)脂、或者二者的結(jié)合，也就是說(shuō)，該電磁損耗薄膜可以是由納米級(jí)碳粉構(gòu)成，也可以