基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器

本发明涉及太赫兹吸波器领域，更具体地说，它涉及基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器。

背景技术：

1、太赫兹吸波器是一种具有方向性的无源器件，在多种太赫兹电路系统中起着重要的作用。目前，设计太赫兹超表面吸波结构使用的材料包括金属材料、石墨烯和纳米材料等。石墨烯材料具有制备成本高的特点，纳米材料制备太赫兹吸波器技术尚未完善。选取的金属材料金具有良好的吸波特性，且性质稳定，其成本相对较低。

2、目前，基于超材料结构的吸波器件主要工作在微波波段，而在太赫兹频段的研究相对较少，设计具有结构简单、吸收带宽高和易于调谐的宽带吸波器成为了太赫兹功能器件研究领域的热点。在这种情况下，设计的太赫兹宽带吸波器结构由多层结构叠加构成，它具有频段内吸收带宽高、吸收率高和吸收频带可调的特点。但现有技术存在的缺点如下：在太赫兹频段，设计的单层吸波器结构具有较高的吸收率，但较高的吸收率一般而言只在极窄频段内的吸收效果良好，在宽频段内的吸收效果较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，本发明解决了吸波器在宽频段内的吸收效果较差的问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、本发明提供了一种基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，从下到上依次包括接地层、第一介质层、第一类十字型结构层、第二介质、矩形长条层、第三介质层和第二类十字型结构层；其中，所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层均是由两个相同的椭圆呈90°叠合且椭圆叠合的部分去除构成的。

4、在一种可能的实现方式中，所述第一类十字型结构层、矩形长条层和第二类十字型结构层均采用电导率σ＝4.56×107s/m的金。

5、在一种可能的实现方式中，所述第一类十字型结构层、矩形长条层和第二类十字型结构层的厚度为200纳米。

6、在一种可能的实现方式中，构成所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层的椭圆的长轴长度分别为14微米和12微米，短轴长度分别为7微米和6微米。

7、在一种可能的实现方式中，所述矩形长条层沿椭圆长轴方向的宽度为12.3微米，在z轴方向上的尺寸为0.625微米。

8、在一种可能的实现方式中，所述第一介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.3微米。

9、在一种可能的实现方式中，所述第二介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.2微米。

10、在一种可能的实现方式中，所述第三介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.8微米。

11、在一种可能的实现方式中，所述第一介质层、第二介质层和第三介质层在x轴方向上和y轴方向上的尺寸相等，均为30微米。

12、在一种可能的实现方式中，所述接地层在x轴方向上和y轴方向上的尺寸相等，均为30微米。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、本发明提供的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，从下到上依次包括接地层、第一介质层、第一类十字型结构层、第二介质、矩形长条层、第三介质层和第二类十字型结构层；其中，所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层均是由两个相同的椭圆呈90°叠合且椭圆叠合的部分去除构成的。本发明的多层吸波结构通过将单层结构纵向层叠的方式，通过不断扫参结构参数，优化结构，得到拓宽频带后的宽带吸波器。每个单层结构通过纵向的相互谐振，彼此影响，从而提升吸波器在宽频段的吸收效果。

技术特征：

1.一种基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，从下到上依次包括接地层、第一介质层、第一类十字型结构层、第二介质、矩形长条层、第三介质层和第二类十字型结构层；其中，所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层均是由两个相同的椭圆呈90°叠合且椭圆叠合的部分去除构成的。

2.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第一类十字型结构层、矩形长条层和第二类十字型结构层均采用电导率σ＝4.56×107s/m的金。

3.根据权利要求2所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第一类十字型结构层、矩形长条层和第二类十字型结构层的厚度为200纳米。

4.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，构成所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层的椭圆的长轴长度分别为14微米和12微米，短轴长度分别为7微米和6微米。

5.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述矩形长条层沿椭圆长轴方向的宽度为12.3微米，在z轴方向上的尺寸为0.625微米。

6.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第一介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.3微米。

7.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第二介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.2微米。

8.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第三介质层沿在z轴方向上的尺寸为2.8微米。

9.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述第一介质层、第二介质层和第三介质层在x轴方向上和y轴方向上的尺寸相等，均为30微米。

10.根据权利要求1所述的基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，其特征在于，所述接地层在x轴方向上和y轴方向上的尺寸相等，均为30微米。

技术总结
本发明公开了基于类十字型结构多层叠加的宽带太赫兹吸波器，涉及太赫兹吸波器领域，解决了吸波器在宽频段内的吸收效果较差的问题，其技术方案要点是：从下到上依次包括接地层、第一介质层、第一类十字型结构层、第二介质、矩形长条层、第三介质层和第二类十字型结构层；其中，所述第一类十字型结构层和第二类十字型结构层均是由两个相同的椭圆呈90°叠合且椭圆叠合的部分去除构成的。

技术研发人员：张振,周欢,张乐,杨璘吉,陈鑫,肖延东,刘蒸阳,杨凯迪
受保护的技术使用者：重庆邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12