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专利号: 2020104252810
申请人: 山东师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于对称性破坏微盘阵列的太赫兹开关,其特征是,包括:

衬底,所述衬底上方设有圆形微盘,所述圆形微盘上设有矩形槽,所述矩形槽的轴向中心线的延长线穿过圆形微盘的圆心,所述矩形槽的中心点偏离圆形微盘的圆点设定距离;

激光垂直照射在圆形微盘的正上方;

通过激光是否照射到圆形微盘上,来决定太赫兹波是否通过圆形微盘,以实现对太赫兹波的开或关。

2.如权利要求1所述的太赫兹开关,其特征是,太赫兹波从圆形微盘的正上方垂直射入圆形微盘:当无外加激光时,圆形微盘中存在太赫兹谐振频率;太赫兹谐振频率下的太赫兹波辐射入射到圆形微盘后,将被约束在圆形微盘内振荡,从而整体太赫兹波透过率低,太赫兹波不能通过圆形微盘;

当有外加激光时,在圆形微盘内产生的光生载流子密度增大,从而影响到圆形微盘在太赫兹波段的折射率,谐振频率发生改变,这样原本不能通过圆形微盘的太赫兹波,就能通过圆形微盘从基底下表面输出。

3.如权利要求2所述的太赫兹开关,其特征是,当外加激光的功率由零逐渐上升时,圆形微盘内光生载流子密度也随之逐渐变大,圆形微盘在太赫兹波段的折射率逐渐改变,圆形微盘的谐振频率逐渐偏离,此时原谐振频率下的太赫兹波经过圆形微盘后的透过率上升,太赫兹波通过圆形微盘。

4.如权利要求1所述的太赫兹开关,其特征是,

所述圆形微盘,为基于半导体材料的微盘周期性阵列;

或者,所述激光为泵浦激光;

或者,所述太赫兹波的工作频率为圆形微盘的谐振频率。

5.如权利要求1所述的太赫兹开关,其特征是,所述矩形槽并非位于圆形微盘中心,而是位于圆形微盘单侧,从而打破了圆形微盘的对称性,并且使得微盘阵列在太赫兹辐射正入射时能够激发品质因子大于2000的谐振模式。

6.如权利要求4所述的太赫兹开关,其特征是,泵浦激光的功率密度在10μW/cm2的数量级,即实现谐振频率处太赫兹波透过率从0到50%以上的变化。

7.如权利要求6所述的太赫兹开关,其特征是,谐振频率在1.1THz时,谐振的带宽在

0.5GHz,表明这种谐振的品质因子大于2000,并且该谐振的谐振频率能够通过圆形微盘半径的调整来改变,品质因子也通过调整矩形槽的尺寸和横向位置来进一步改善;

或者,当圆形微盘的材料为高阻硅半导体材料时,泵浦激光采用波长在760-820nm的钛-蓝宝石激光;

或者,当圆形微盘的材料为半导体外延材料时,泵浦激光采用波长在1540-1560nm的光通信激光;

或者,所述谐振效应是磁偶极子模式,其偶极矩方向垂直于圆形微盘表面。

8.基于对称性破坏微盘阵列的太赫兹开关的工作方法,其特征是,包括:通过激光是否照射到圆形微盘上,来决定太赫兹波是否通过圆形微盘,以实现对太赫兹波的开或关;

太赫兹波从圆形微盘的正上方垂直射入圆形微盘:

当无外加激光时,圆形微盘中存在太赫兹谐振频率;太赫兹谐振频率下的太赫兹波辐射入射到圆形微盘后,将被约束在圆形微盘内振荡,从而整体太赫兹波透过率低,太赫兹波不能通过圆形微盘;

当有外加激光时,在圆形微盘内产生的光生载流子密度增大,从而影响到圆形微盘在太赫兹波段的折射率,谐振频率发生改变,这样原本不能通过圆形微盘的太赫兹波,就能通过圆形微盘从基底下表面输出。

9.如权利要求8所述的工作方法,其特征是,当外加激光的功率由零逐渐上升时,圆形微盘内光生载流子密度也随之逐渐变大,圆形微盘在太赫兹波段的折射率逐渐改变,圆形微盘的谐振频率逐渐偏离,此时原谐振频率下的太赫兹波经过圆形微盘后的透过率上升,太赫兹波通过圆形微盘。

10.如权利要求8所述的工作方法,其特征是,所述圆形微盘设置在基底上,所述圆形微盘上设有矩形槽,所述矩形槽的轴向中心线的延长线穿过圆形微盘的圆心,所述矩形槽的中心点偏离圆形微盘的圆点设定距离;激光垂直照射在圆形微盘的正上方。