一種偏振不敏感導(dǎo)模諧振品質(zhì)因子可調(diào)超材料諧振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明設(shè)及超材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種超材料諧振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 超材料是一種人工設(shè)計(jì)制作的亞波長(zhǎng)周期性金屬諧振結(jié)構(gòu)材料。由于人工設(shè)計(jì)制 作的超材料能夠非常容易操控電磁波的響應(yīng)，并獲得自然介質(zhì)不能獲得的特性(如負(fù)折射、 超透鏡、隱身衣等)而受到人們的廣泛重視。尤其是廣泛報(bào)道研究的平面超材料器件、傳感 及光譜成像等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用。然而，很多超材料結(jié)構(gòu)對(duì)偏振敏感。
[0003] 光柵導(dǎo)模諧振是由于電磁波禪合進(jìn)波導(dǎo)而形成的，其能量局限于波導(dǎo)內(nèi)，克服了 超材料諧振單元金屬的歐姆損耗和福射損耗，且能很大程度地限制諧振能量的泄漏，使其 可W具有很高的品質(zhì)因數(shù)(Q值）。但是由于超材料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、參數(shù)的多樣性，不同結(jié)構(gòu) 的光柵效應(yīng)區(qū)別較大，影響導(dǎo)模諧振峰的峰寬和幅值等結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種偏振不敏感導(dǎo)模諧振品質(zhì)因子可 調(diào)超材料諧振裝置，不僅使導(dǎo)模諧振對(duì)偏振不敏感，而且提高其諧振品質(zhì)因子。
[0005] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種偏振不敏感導(dǎo)模諧振品質(zhì)因子可調(diào)超材料諧振裝置，包括：
[0007] 平板波導(dǎo)，所述平板波導(dǎo)包括第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層W及位于所述第一介質(zhì)層 和第二介質(zhì)層之間的第=介質(zhì)層，其中，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的折射率均小于所 述第=介質(zhì)層的折射率；
[000引位于所述平板波導(dǎo)表面的由金屬諧振單元組成的超材料。
[0009] 進(jìn)一步的，諧振單元與波導(dǎo)層厚度方向垂直的面沿X、Y方向的周期均為2d。
[0010] 進(jìn)一步的，所述諧振單元包括四個(gè)金屬諧振環(huán)，即第一金屬諧振環(huán)，第二金屬諧振 環(huán)，第=金屬諧振環(huán)，第四金屬諧振環(huán)，且第一金屬諧振環(huán)和第四金屬諧振環(huán)關(guān)于原點(diǎn)對(duì) 稱(chēng)，第二金屬諧振環(huán)和第=金屬諧振環(huán)關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱(chēng)，并且第一金屬諧振環(huán)和第二金屬諧 振環(huán)邊長(zhǎng)不等，同一諧振單元中相鄰金屬諧振環(huán)的中屯、距離為d。
[0011] 進(jìn)一步的，所述金屬諧振環(huán)的邊長(zhǎng)取值范圍是(0，d)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述金屬諧振環(huán)的形狀相同。
[0013] 進(jìn)一步的，所述金屬諧振環(huán)可存在開(kāi)口。
[0014] 進(jìn)一步的，所述第一介質(zhì)層為空氣層或半導(dǎo)體材料層或介質(zhì)材料層或聚合物材料 層;所述第二介質(zhì)層為空氣層或半導(dǎo)體材料層或介質(zhì)材料層或聚合物材料層;所述第=介 質(zhì)層為半導(dǎo)體材料層、介質(zhì)材料層或聚合物材料層。
[0015] 所述超材料諧振裝置的導(dǎo)模諧振品質(zhì)因子可調(diào)，特征在于：
[0016] 改變第一金屬諧振環(huán)和第二金屬諧振環(huán)邊長(zhǎng)的差值，可W對(duì)導(dǎo)摸諧振品質(zhì)因子進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 本發(fā)明首次提出通過(guò)改變第一金屬諧振環(huán)和第二金屬諧振環(huán)的尺寸來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)模 的特性，且諧振裝置對(duì)偏振不敏感。此外，還可通過(guò)調(diào)節(jié)導(dǎo)模諧振和超材料偶極諧振的相互 作用，實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)透明化IT)。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一個(gè)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W根據(jù) 運(yùn)些附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例所提供超材料諧振單元的示意圖。
[0021] 圖2為所述第=介質(zhì)層的厚度為50微米、介電常數(shù)為3.5時(shí)，所述諧振單元沿X方向 的周期Px為320微米，沿Y方向的周期Py為320微米；四個(gè)金屬諧振環(huán)均為正方形金屬環(huán)，金 屬為銅，厚度為200納米，線(xiàn)寬為10微米，邊長(zhǎng)為al = 140微米，曰2二100微米，曰3二100微米， 曰4二140微米，根據(jù)有限元法計(jì)算得到的在0.2T化-1.2THz范圍內(nèi)的透射率譜曲線(xiàn)示意圖。
[0022] 圖3為調(diào)整四個(gè)金屬諧振環(huán)的邊長(zhǎng)分別為140微米，60微米，60微米，140微米時(shí)， TMo導(dǎo)模諧振峰與偶極諧振峰相互作用產(chǎn)生EIT。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 正如【背景技術(shù)】部分所述，如何提高諧振品質(zhì)因子和使其偏振不敏感成為本領(lǐng)域技 術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0024] 有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種偏振不敏感導(dǎo)模諧振品質(zhì)因子可調(diào)超材料諧 振裝置，包括：
[0025] 平板波導(dǎo)，所述平板波導(dǎo)包括第一介質(zhì)層、第二介質(zhì)層W及位于所述第一介質(zhì)層 和第二介質(zhì)層之間的第=介質(zhì)層，其中，所述第一介質(zhì)層和第二介質(zhì)層的折射率均小于所 述第=介質(zhì)層的折射率；
[0026] 位于所述平板波導(dǎo)表面的由金屬諧振單元組成的超材料，所述諧振單元包括四個(gè) 金屬諧振環(huán)，相鄰諧振環(huán)之間的距離為d。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例所提供的超材料諧振裝置包括平板波導(dǎo)和位于所述平板波導(dǎo)表面 的類(lèi)光柵結(jié)構(gòu)，所述類(lèi)光柵結(jié)構(gòu)由超材料諧振單元構(gòu)成，諧振單元有四個(gè)金屬諧振環(huán)。該諧 振裝置的超材料結(jié)構(gòu)實(shí)際上也是一個(gè)廣義的二維光柵結(jié)構(gòu)，具有類(lèi)似于光柵的衍射功能， 即可W把諧振裝置看作沿兩個(gè)對(duì)角線(xiàn)方向延伸的光柵，光柵周期為2d/實(shí)現(xiàn)±45度斜 光柵的效應(yīng)，滿(mǎn)足超材料包層平板波導(dǎo)相位匹配條件的電磁波禪合進(jìn)波導(dǎo)產(chǎn)生導(dǎo)模諧振。 并且，超材料諧振單元沿X、Y方向的周期均為2d，諧振單元中屯、對(duì)稱(chēng)，所W此結(jié)構(gòu)對(duì)偏振不 敏感。通過(guò)改變超材料諧振單元的結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)光柵強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)模諧振強(qiáng)度和Q值的 控制。
[0028] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0029] 在W下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)W便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠