可調控彩虹局域器制造技術

本發明專利技術公開了一種可調控彩虹局域器，可調控彩虹局域器由周期性排列的金屬單元組成，金屬單元的大小形狀均相同，金屬單元上均設置有垂直于可調控彩虹局域器的凹槽，凹槽均位于可調控彩虹局域器的同側，凹槽的寬度和深度均相同，凹槽內均設置填充介質，從可調控彩虹局域器的一端到另一端，填充介質的厚度逐漸遞增或遞減。本發明專利技術可調控彩虹局域器基于人工表面等離極化激元，通過等比例放大或縮小尺寸就可以使其工作在任意頻段內，可以使特定頻段的電磁波停留在不同的位置。另外該器件還可以通過改變填充介質的厚度和填充介質的厚度漸變速率實現可調控的功能，可以使指定頻率的電磁波停留在指定的位置，因此具有很高的應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于人工表面等離極化激元領域，具體涉及ー種可調控彩虹局域器。
技術介紹
基于表面等離極化激元(Surface Plasmon Polariton)的波導可以傳導與傳統光子電路相同大小帶寬的電磁波，并且不受衍射極限的限制。這使得SPP器件在將來很可能實現光子與電子元器件在納米尺度上的完美結合，因此廣受學者關注。然而自然界的SPP僅存在于光波段，為了在較低頻段(THz、GHz)實現SPP，人們提出了人工表面等離極化激元(Spoof Surface Plasmon Polariton)。SSPP是一種可以人工設計，通過改變結構參數，改變表面波色散曲線的新型材料。經過近幾年的發展，SSPP得到了長足的發展，在器件設計上有著廣泛的應用。 彩虹局域是現代科學領域超材料和慢波的結合。SSPP實現慢波的技術相當于傳統減慢或者儲存電磁波的技術來說，有著以下的重大優勢 1.輻射小 2.帶寬大 3.尺寸小 因此，需要一種彩虹局域器以實現上述功能。
技術實現思路
專利技術目的本專利技術的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種基于人工表面等離極化激元的、可調控的彩虹局域器。技術方案為實現上述專利技術目的，本專利技術可調控彩虹局域器可采用如下技術方案 一種可調控彩虹局域器，所述可調控彩虹局域器由周期性排列的金屬單元組成，所述金屬単元的大小形狀均相同，所述金屬単元上均設置有垂直于所述可調控彩虹局域器的凹槽，所述凹槽均位于所述可調控彩虹局域器的同側，所述凹槽的寬度和深度均相同，所述凹槽內均設置有填充介質，從所述可調控彩虹局域器的一端到另一端，所述填充介質的厚度逐漸遞增或遞減。有益效果與
技術介紹
相比，本專利技術可調控彩虹局域器基于人工表面等離極化激元，通過等比例放大或縮小尺寸就可以使其工作在任意頻段內，可以使特定頻段的電磁波停留在不同的位置。另外該器件還可以通過改變填充介質的厚度和填充介質的厚度漸變速率實現可調控的功能，可以使指定頻率的電磁波停留在指定的位置，因此具有很聞的應用價值。優選的，所述金屬単元的形狀為長方體。采用此種形狀更易實現可調控功能。優選的，所述凹槽位于所述金屬単元的中部。優選的，相鄰所述填充介質之間的厚度差均相同。則在整個可調控彩虹局域器上，填充介質的厚度漸變速率都相同，更易實現可調控的結果預測。 優選的，所述填充介質為固體填充介質或液體填充介質。附圖說明圖I是本專利技術可調控彩虹局域器金屬単元的主視 圖2是本專利技術可調控彩虹局域器金屬単元的俯視 圖3是本專利技術可調控彩虹局域器的仿真結構主視 圖4是本專利技術可調控彩虹局域器的仿真結構俯視 圖5是通過改變填充介質厚度得到的不同色散曲線。 圖6是通過改變填充介質厚度得到的不同頻率電磁波的厚度-群速度曲線。圖7是可調控彩虹局域器實現彩虹局域現象(不同頻率電磁波停留在不同位置)的ニ維仿真結果。圖8是可調控彩虹局域器實現彩虹局域現象(不同頻率電磁波停留在不同位置)的ニ維測量結果。圖9是可調控彩虹局域器實現彩虹局域現象(不同頻率電磁波停留在不同位置)的一維仿真結果。圖10是可調控彩虹局域器實現彩虹局域現象(不同頻率電磁波停留在不同位置)的一維測量結果。圖11是驗證可調控功能的ニ維仿真結果。圖12是驗證可調控功能的ニ維測量結果。圖13是驗證可調控功能的一維仿真結果。圖14是驗證可調控功能的一維測量結果。圖15實現可調控功能的理論值、仿真值和測量值。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例，進ー步闡明本專利技術，應理解這些實施例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，在閱讀了本專利技術之后，本領域技術人員對本專利技術的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。請參閱圖I、圖2、圖3和圖4所示，本專利技術的可調控彩虹局域器為ー種基于人工表面等離極化激元的、可調控的彩虹局域器。可調控彩虹局域器由周期性排列的金屬単元I組成。其中，金屬単元I的數量根據需要設置。金屬単元I的大小形狀均相同，金屬単元I上均設置有垂直于可調控彩虹局域器的凹槽11，凹槽11均位于可調控彩虹局域器的同側。凹槽11的寬度和深度均相同，凹槽11內分別設置有填充介質12。其中，從可調控彩虹局域器的一端到另一端，凹槽11內填充介質12的厚度逐漸遞增或遞減。其中，可調控彩虹局域器為3D結構，如果開ロ向上水平放置，凹槽中填充介質可以為液體或固體。如果是液體，使沿一方向填充液體的深度逐漸增加或減少以調節電磁波停留的位置，采用液體填充介質，填充介質的厚度調節方便，通過調節填充液體的量就可以很方便的實現。如果是固體填充介質則沿一方向填充介質厚度逐漸遞增或遞減。相鄰填充介質12之間的厚度差均相同。相鄰填充介質12之間的厚度差決定了填充介質12的厚度漸變速率。通過改變填充介質12的厚度漸變速率可以可以使指定頻率的電磁波停留在指定的位置。此結果可從圖11、圖12、圖13和圖14的仿真和測量結果中得到驗證。請參閱圖5和圖6所示，通過改變填充介質的厚度實現可調控的功能，可以使指定頻率的電磁波停留在指定的位置。本實施例中，金屬単元I的形狀為長方體，長方體的ー側中部設置有凹槽11。長方體的金屬単元I更易實現調控。凹槽11貫穿長方體。所有凹槽11均設置在可調控彩虹局域器的同側。請參閱圖7、圖8、圖9和圖10所示,不論從仿真結果還是測量結果都證明本專利技術的可調控彩虹局域器可以實現不同頻率電磁波停留在不同位置。圖11為通過改變填充介質厚度漸變速率實現8GHz電磁波停留在不同位置的ニ維仿真 Ez分布圖，其中s為漸變速 率(a) s=0. 02 (b) s=0. 025 (c) s=0. 03 (d) s=0. 035 ； 圖12為通過改變填充介質厚度漸變速率實現8GHz電磁波停留在不同位置的ニ維測量E:分布圖，其中s為漸變速率(a) s=0. 02 (b) s=0. 035 ； 圖13為通過改變填充介質厚度漸變速率實現8GHz電磁波停留在不同位置的一維仿真分布圖，其中 s 為漸變速率(a) s=0. 02 (b) s=0. 025 (c) s=0. 03 (d) s=0. 035 ； 圖14為通過改變介質層厚度漸變速率實現8GHz電磁波停留在不同位置的一維測量分布圖，其中s為漸變速率(a) s=0. 02 (b) s=0. 035 ； 從圖11、圖12、圖13和圖14中可以看出，無論從ー維仿真結果、ニ維仿真結果還是測量結果都充分證明通過改變填充介質厚度漸變速率，本實施例實現了 8GHz電磁波停留在可調控彩虹局域器不同位置的目的。圖15為實現可調控功能的理論值、仿真值和測量值。可以看出，理論值、仿真值和測量值均很好的符合，從而使得本專利技術具有很好的可預測性，具有很高的應用價值。如上所述，本專利技術與
技術介紹
相比，本專利技術可調控彩虹局域器基于人工表面等離極化激元，通過等比例放大或縮小尺寸就可以使其工作在任意頻段內，可以使特定頻段的電磁波停留在不同的位置。另外該器件通過改變填充介質的厚度和厚度漸變速率實現可調控的功能，可以使指定頻率的電磁波停留在指定的位置，因此具有很高的應用價值。權利要求1.一種可調控彩虹局域器，其特征在于，所述可調控彩虹局域器由周期性排列的金屬單元(I)組成，所述金屬單元(I)的大小形狀均相同，所述金屬單元(I)上均設置有垂直于所述可調控彩本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可調控彩虹局域器，其特征在于，所述可調控彩虹局域器由周期性排列的金屬單元（1）組成，所述金屬單元（1）的大小形狀均相同，所述金屬單元（1）上均設置有垂直于所述可調控彩虹局域器的凹槽（11），所述凹槽（11）均位于所述可調控彩虹局域器的同側，所述凹槽（11）的寬度和深度均相同，所述凹槽（11）內均設置有填充介質（12），從所述可調控彩虹局域器的一端到另一端，所述填充介質（12）的厚度逐漸遞增或遞減。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔鐵軍，楊艷，趙沛，沈曉鵬，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：