【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太赫茲調控器件領域，涉及一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件及應用。
技術介紹
1、太赫茲調控器件是一種在太赫茲頻段內實現對電磁波進行精確調控和操作的裝置。太赫茲波，位于微波與紅外線之間，擁有許多獨特的物理特性，如穿透性強、攜帶信息量大等，因此在無線通信、成像技術、材料科學等領域具有廣泛的應用前景。
2、為了實現這些應用，太赫茲調控器件需具備高靈敏度、快速響應、寬頻帶調控等特性。這些器件通常采用先進的材料、精密的工藝和創新的結構設計，以實現對太赫茲波的振幅、相位、偏振等參數的靈活控制。
3、在眾多調控技術中，電磁誘導透明效應憑借強色散性和增強透射窗口的優點，已廣泛應用于折射率傳感、光開關、光調制、光學濾波、慢光器件等。電磁誘導透明效應是指由于三能級原子系統中兩條量子躍遷路徑之間的破壞性干涉現象，導致在寬吸收譜內出現異常的透射峰和較大的群延遲，并伴有群速度顯著衰減的現象。然而，實現典型的電磁誘導透明效應需要超低溫和高能量的條件。電路、等離子結構、微腔、光子晶體波導和超材料可實現常溫條件下的電磁誘導效應。
4、太赫茲電磁誘導透明調控器件，其利用電磁誘導透明效應在某個頻點的窄帶寬內實現一個較高的透射峰，并在透射峰周圍產生較高的色散和群延遲，至少兩種類型的諧振器才能實現單個頻帶的電磁誘導透明效應，多頻帶的電磁誘導效應則需要三種及以上的諧振器。在太赫茲頻段，多種類型的諧振器使得電磁誘導透明調控器件結構復雜化，加工難度大，從而制造成本增加。
5、液晶材料作為一種介電特性可
6、如何利用簡單結構實現電磁誘導透明效應的同時拓寬調控頻帶范圍是太赫茲調控器件需要解決的難題。為了解決這一難題，將液晶材料作為可調控超材料，設計了一款太赫茲電磁誘導透明調控器件，利用電磁誘導效應實現太赫茲多頻帶連續調控。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其要解決的技術問題包括：
2、(1)設計透明調控單元及陣列，實現太赫茲波傳輸；
3、(2)設計硅-金復合電磁誘導透明微結構，實現基于電磁誘導透明效應的邏輯調控；
4、(3)將液晶材料作為可調控超材料，實現多頻帶調控，拓寬器件的頻帶調控范圍。
5、本專利技術的技術方案為：
6、一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，該調控器件由按照陣列排列的透明調控單元組成，所述透明調控單元自頂向下依次由介電基板、電磁誘導透明微結構、液晶層和硅背板四部分組成。其中：位于頂部的是5μm厚的聚酰亞胺介電基板，其相對介電常數為3.1，損耗角正切為0.05；第二層是0.2μm厚的硅-金復合電磁誘導透明微結構，一根截線和一個電場耦合電容電感諧振結構鍍金，電場耦合電容電感諧振結構中引入硅島，用于控制太赫茲波的傳播，硅的相對介電常數為11.7，金的電導率為4.56×104s/m；第三層是5μm厚的液晶層，用作有源調制模塊，其相對介電常數為2.56-3.61；第四層是5μm厚的硅背板，其相對介電常數為11.7。
7、所述透明調控單元呈邊長a＝100μm的正方形，其截線的長b＝58μm、截線的寬d＝5μm，其電場耦合電容電感結構的截面寬d＝5μm，硅島的長e＝17.5μm，截線與電場耦合電容電感結構間的間距f＝21μm，電場耦合電容電感結構的外寬w＝47μm，電場耦合電容電感結構的外長l＝76.5μm。
8、所述透明調控單元組成100×100的傳輸陣列(包含了10000個硅-金復合電磁誘導透明微結構)，介電基板、液晶層、硅背板長寬尺寸為10mm×10mm。
9、本專利技術的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件可以應用在太赫茲無線通信中。
10、具體地，該器件作為傳輸陣列，具有主動調制工作頻率的能力，被置于需要調控太赫茲波的通信鏈路中。通過光泵激勵和液晶調控的方式，它可以實現對特定頻率太赫茲波的通斷狀態和信號強度的精確控制。這種調控能力使得器件能夠根據需求對太赫茲信號進行調制和解調，實現信息的編碼和傳輸，進而支持超高速的太赫茲無線通信。
11、本專利技術的有益效果包括：
12、本專利技術通過合理的單元結構設計實現了太赫茲波傳輸，通過硅-金復合電磁誘導透明微結構實現了基于電磁誘導透明效應的邏輯調控，通過填充液晶材料實現了對器件工作頻帶的調控，設計的調控器件滿足調控頻帶范圍寬、結構簡單、多頻帶連續調控的太赫茲調控需求，拓寬了液晶材料在太赫茲波調控領域的應用范圍。
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1.一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于，該調控器件由若干個按照陣列排列的透明調控單元組成，所述透明調控單元自頂向下依次由介電基板、電磁誘導透明微結構、液晶層和硅背板四部分組成；
2.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
5.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
6.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
7.根據權利要求1-6任一項所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
8.根據權利要求7所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
9.一種根據權利要求1-8任一項所述的一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件在太赫茲無線通信中的應用。
【技術特征摘要】
1.一種基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于，該調控器件由若干個按照陣列排列的透明調控單元組成，所述透明調控單元自頂向下依次由介電基板、電磁誘導透明微結構、液晶層和硅背板四部分組成；
2.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的基于液晶材料的太赫茲電磁誘導透明調控器件，其特征在于：
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【專利技術屬性】
技術研發人員：朱凱，丁明惠，焦瑜呈，
申請(專利權)人：昆明船舶設備研究試驗中心中國船舶集團有限公司七五〇試驗場，
類型：發明
國別省市：
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