本技术公开了一种主动调控柔性双通道可切换太赫兹调制器,该调制器由柔性基底层和超表面结构组成,其中柔性基底层采用聚酰亚胺材料制成,超表面结构由二氧化钒和金属材料构成,形成竖的“工”字形周期性图案,周期尺寸为120μm×120μm,图案单元的最小边长为10μm,超表面结构厚度为200 nm。通过外部温度调控实现二氧化钒的绝缘态与金属态相变;本发明实现了在0.1‑2 THz频段内低温全透射与高温双谐振动态开关的功能,可应用于太赫兹波段的动态开关器件。
背景技术
二氧化钒(VO2)是一种性能优异的功能材料,其在约68℃时可发生由绝缘态到金属态的可逆相变,伴随电导率和介电常数的显著变化。在太赫兹波段,VO2的相变可以实现对电磁波透射、反射和吸收性能的动态调控,使其成为理想的动态调控材料。通过外部刺激(如温度、光照或电场),VO2的相变能够实现快速响应和可逆切换,为开发动态太赫兹调控器件提供了良好的技术基础。
超表面是一种利用亚波长结构单元设计的二维人工材料,显著提高对目标频段的调制深度和频带覆盖范围。将VO2的动态相变特性与双谐振超表面设计相结合,可以在太赫兹波段实现高效的动态调控功能。另一方面,柔性材料的引入使得器件能够适应复杂的弯曲和变形环境,从而提升器件的实用性和多场景适应能力。
尽管如此,目前基于VO2的太赫兹调控器件在结构优化、柔性化设计及调控性能方面仍存在挑战。例如,如何通过结构设计进一步提升谐振性能,如何在柔性衬底上实现VO2相变材料的稳定集成,以及如何降低VO2的金属态损耗,仍是亟待解决的问题。
实现思路