本技术涉及一种波长复用聚焦调控器件及其实现方法,该器件包括电压可调的光学谐振腔、第一介质超表面层和第二介质超表面层;其中,电压可调的光学谐振腔包括依次设置的玻璃基板、金属超表面、液晶层、金属超表面、玻璃基板,通过在光学谐振腔的不同区域施加电压,形成不同的编码模式;超表面层包括硅微米柱结构、介质衬底,采用衍射神经网络模拟多波长入射光衍射过程,并计算双层超表面层的相位分布;整体通过动态调整外加电压改变液晶层的幅值分布,实现光束聚焦点位置的连续扫描。解决了传统的聚焦调控器件在调控精度和响应速度方面存在不足的问题,本发明器件具有设计灵活、体积小、易集成、易加工等特点,提供了更高效、灵活的波束调控方法。
背景技术
太赫兹波段的频率范围在0.1至10 THz之间,具有超宽带的频谱资源和优良的穿透性能,被视为6G系统的重要技术之一。随着无线通信和成像技术朝着灵活、智能化发展,对光束的主动、快速调控的需求日益增长。传统的聚焦调控器件通常只能在单一波长范围内工作,难以实现高效的波长复用,限制了其在多频段应用中的前景,现有设备很难有效利用多频信号,导致资源浪费和性能瓶颈。此外,相关技术在调控精度和响应速度方面存在不足,难以满足现代通信和成像系统对动态调整的需求。
波长复用技术通过在同一设备上同时处理多种波长的光信号,可以有效提升频谱利用率,从而增强系统的传输效率和灵活性。然而,在实现多波长的高效偏转时,传统方法常常面临相位调控复杂和实时响应慢的问题。液晶材料因其在电场或磁场作用下能够改变分子排列(指向矢),从而改变折射率,具备良好的动态响应特性。通过施加电场,液晶材料在太赫兹频段的动态响应可用于光学调控。液晶动态光学器件体积小、质量轻、功耗低、响应快、易于集成等优点,满足现代通讯设备的轻薄化和低功耗需求。同时,神经网络技术的快速发展为太赫兹光学偏转器件的优化与控制提供了新的可能性,能够在复杂场景下对太赫兹波的相位和幅值进行高效优化,从而实现更加灵活的多波长波束操控和动态实时调节。
实现思路