CN111896479B - 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器 - Google Patents

太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器 Download PDF

Info

Publication number
CN111896479B
CN111896479B CN202010930167.3A CN202010930167A CN111896479B CN 111896479 B CN111896479 B CN 111896479B CN 202010930167 A CN202010930167 A CN 202010930167A CN 111896479 B CN111896479 B CN 111896479B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strip
metal
arm
terahertz
shaped metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010930167.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111896479A (zh
Inventor
亓丽梅
陶翔
杨君
刘紫玉
陈智娇
姚远
俞俊生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202010930167.3A priority Critical patent/CN111896479B/zh
Publication of CN111896479A publication Critical patent/CN111896479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111896479B publication Critical patent/CN111896479B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/19—Dichroism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明提供了一种太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器，该器件包括：金属层；介质层，位于所述金属层的一侧；金属图形层，位于所述介质层的远离所述金属层的一侧，包含周期排列的金属图形单元；金属图形单元包含设定金属图形，设定金属图形包含条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂，第一条形金属臂是从条形金属主体的第一端沿垂直于该条形金属主体的第一方向延伸的结构，第二条形金属臂的一端垂直连接条形金属主体；第一条形金属臂和第二条形金属臂位于条形金属主体的同侧。通过上述方案，能够达到对不同圆极化波具有不同的吸收强度，从而在太赫兹波段实现对手性样品进行鉴别或对圆极化波进行选择的目的。

Description

太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器
技术领域
本发明涉及太赫兹器件技术领域，尤其涉及一种太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器。
背景技术
太赫兹(Terahertz，THz)波，是指频率范围在0.1～10THz的电磁波，在电磁波谱中处于红外与微波之间。1THz对应的能量大约只有4.14meV，远低于可见光、紫外线，是X射线的数百万分之一，不会对生物分子产生电离，大大减少对生物体内组织器官的辐射而引起的伤害。与光波段相比，太赫兹波与材料的相互作用涉及的是生物大分子的转动及振动能级，对应的太赫兹电磁响应与分子整体结构的关联度更高。因此从理论上来说，测量太赫兹波段手性分子偏振响应的圆二色谱有望为鉴别生物大分子、了解分子活性以分子之间相互作用的有效手段。但是，水在太赫兹频段的强烈吸收以及缺乏高性能的太赫兹偏振器件极大限制了对天然手性物质在生理环境下圆二色谱的测量。
并且，理论上，在太赫兹波段利用具有圆二色谱特性的结构可以实现对不同手性分子和对映体的鉴别，但是，人们仿真发现在太赫兹频段利用三维螺旋结构或中间有金属柱连接的金属结构可以产生强的圆二色谱特性，但是，这些结构在太赫兹频段制备复杂，不利于实际应用，而传统的二维超表面是平板结构，容易制备，但其产生的圆二色性信号较弱，不利用手性分子的探测。
此外，在太赫兹通信中，即现在的6G通信中，现有技术的圆极化选择器可以对入射圆极化波进行选择性吸收，但通常是由四分之一波片和线极化器组成的光路鉴别***，复杂度大，因而不便于在实际中使用。
发明内容
鉴于此，本发明实施例提供了一种太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器，在太赫兹波段实现对手性样品鉴别的目的，以及利用该鉴别器对左右旋圆极化波的吸收差别，可同时应用于太赫兹圆极化选择器。
为了达到上述目的，本发明采用以下方案实现：
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种太赫兹手性鉴别器件，包括：
金属层；
介质层，位于所述金属层的一侧；
金属图形层，位于所述介质层的远离所述金属层的一侧，包含周期排列的金属图形单元；金属图形单元包含设定金属图形，设定金属图形包含条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂，第一条形金属臂是从条形金属主体的第一端沿垂直于该条形金属主体的第一方向延伸的结构，第二条形金属臂的一端垂直连接条形金属主体；第一条形金属臂和第二条形金属臂位于条形金属主体的同侧。
在一些实施例中，所述的太赫兹手性鉴别器件，还包括：第三条形金属臂；第三条形金属臂是从条形金属主体的第二端沿垂直于该条形金属主体的第二方向延伸的结构；第一方向和第二方向相反。
在一些实施例中，第三条形金属臂的长度小于第一条形金属臂且大于第二条形金属臂。
在一些实施例中，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形的方向，或者，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形镜像的方向。
在一些实施例中，金属层与金属图形层所用材料包括金、铝、或铜；介质层所用材料包括聚酰亚胺、二氧化硅或硅。
在一些实施例中，条形金属主体的长和宽的长度范围分别为5μm～900μm和10μm～500μm；第一条形金属臂的长边的长度范围为10μm～900μm；第二条形金属臂的长边的长度范围为10μm～900μm；第三条形金属臂的长和宽的长度范围分别为10μm～900μm和10μm～500μm。
在一些实施例中，金属图形层的厚度范围为0.05μm～5μm；介质层的厚度范围为3μm～1000μm；所述金属层的厚度不小于0.05μm；其中，所述金属图形层的厚度小于所述介质层的厚度且所述金属图形层的厚度小于所述金属层的厚度。
在一些实施例中，每个金属图形单元的边的长度范围为50μm～1000μm；每个设定金属图形与相应的金属图形单元的每条边之间的距离相同。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种圆极化选择器，包括：如上述实施例所述的太赫兹手性鉴别器件。
本发明实施例的一种太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器，通过对该器件可以对左旋或右旋圆极化波进行选择吸收。并且，还可以在金属图形尾端引入其他结构，进而实现双波段的圆二色谱特性，使其鉴别范围更加宽广。与此同时，该太赫兹手性鉴别器件不但可用于太赫兹手性分子的检测，而且还可以应用于圆极化选择器方面。
本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
图1为本发明一实施例的太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图2为本发明一具体实施例的太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图3为本发明一具体实施例的多个周期单元的第一种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图4为本发明一具体实施例的第一种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波吸收谱的示意图；
图5为本发明一具体实施例的第一种太赫兹手性鉴别器件在最大圆二色谱位置处的电场分布的示意图；
图6为本发明一具体实施例的多个周期单元的第二种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图7为本发明一具体实施例的第二种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波吸收谱的示意图；
图8为本发明一具体实施例的第一种和第二种太赫兹手性鉴别器件对应的圆二色谱值的示意图；
图9为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图10为本发明一具体实施例的多个周期单元的第三种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图11为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收谱的示意图；
图12为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件在第一个最大圆二色谱位置处的电场分布的示意图；
图13为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件在第二个最大圆二色谱位置处的电场分布的示意图；
图14为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图15为本发明一具体实施例的多个周期单元的第四种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图；
图16为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收谱的示意图；
图17为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件的圆二色谱曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
由于在红外和可见光波段，人们利用手性超表面与手性分子的电磁耦合作用，实现了对不同手性分子的区分。基于本原理，在太赫兹波段，基于超材料的圆二色谱特性也可以实现对不同手性分子和对映体的鉴别。现有技术中，通过在太赫兹频段，利用三维螺旋结构或中间有金属柱连接的金属结构来产生强圆二色性，但是，这些结构在太赫兹频段制备复杂，不利于实际应用，传统的二维超表面是平板结构，容易制备，但现有的研究显示其产生的圆二色性信号较弱，不利用手性分子的有效鉴别。
图1为本发明一实施例的太赫兹手性鉴别器件的结构示意图，如图1所示，该实施例的太赫兹手性鉴别器件包括金属层100、介质层200、及金属图形层300。
其中，太赫兹波可分为左旋圆极化波、右旋圆极化波等。而超表面是一种人工设计的周期结构，通过合理设计可以增强局域电磁谐振响应，实现亚波长分辨。基于超表面的生物传感器可以通过增强局域电磁谐振，实现亚波长分辨，大大提高传感器的分辨率与灵敏度。
金属层100所用材料可以包括金、铝、或铜等其他金属材料。例如，金属层所用材料为金。由于在使用该器件的过程中，太赫兹波会穿过金属图形层以及介质层，而金属层需要使波无法穿透过去。因此，金属层的厚度范围可以不小于0.05μm。例如，金属层的厚度可以为0.5μm、20μm或100μm等。并且，金属层可以为金属膜或金属板等。
介质层200位于所述金属层100的一侧。其中，介质层所用材料可以包括聚酰亚胺、二氧化硅或硅等其他材料。介质层与金属层的一侧完全重合。介质层的形状可以为正方形、长方形或者其他形状。并且，每个周期内的介质层与金属层完全重合的一侧的第一条边的长度范围为50μm～1000μm，且与所述第一条边相邻的第二条边的长度范围为50μm～1000μm；其中，所述第一条边的长度与所述第二条边的长度相等。例如，介质层的材料为聚酰亚胺，其介电常数为3.4，损耗角正切0.008。在选择不同的介质材料时可以根据太赫兹波所需的频率范围选择合适的介电常数，进一步基于介电常数选择介质材料。
第一条边的长度可以为160μm，第二条边为160μm。介质层的厚度范围为3μm～1000μm。例如，介质层的厚度可以为60μm、120μm或150μm等。
金属图形层300位于所述介质层200的远离所述金属层100的一侧，包含周期排列的金属图形单元310；金属图形单元310包含设定金属图形311，设定金属图形311包含条形金属主体311a、第一条形金属臂311b、及第二条形金属臂311c，第一条形金属臂311b是从条形金属主体的第一端沿垂直于该条形金属主体的第一方向延伸的结构，第二条形金属臂311c的一端垂直连接条形金属主体；第一条形金属臂311b和第二条形金属臂311c位于条形金属主体311a的同侧。
其中，金属图形层的厚度范围为0.05μm～5μm；例如，金属图形层的厚度为2μm、3μm、2.8μm。此外，所述金属图形层的厚度小于所述介质层的厚度且所述金属图形层的厚度小于所述金属层的厚度。金属图形层所用材料可以包括金、铝、或铜等其他金属。介质层远离金属层的一侧表示的是介质层未与金属层相接触的一侧，且是与金属层相接触的一侧相对的另一侧。金属图形以相同的间距在行进行设置，并且以相同的间距在列设置，从而形成周期排列的金属图形单元。设定金属图形可以包括字母但不排除其他图形。条形金属主体的长的长度范围可以为5μm～900μm，宽的长度范围可以为10μm～500μm；例如，条形金属主体的长可以为40μm、70μm或86μm等；宽为30μm、46μm或60μm等。第一条形金属臂的长边的长度范围可以为10μm～900μm；例如，第一条形金属臂的长边的长度可以为40μm、90μm或79μm等。第二条形金属臂的长边的长度范围可以为10μm～900μm；例如，第二条形金属臂的长边的长度可以为60μm、90μm或129μm等。
此外，第一条形金属臂的长度还可以小于第二条形金属臂的长度。例如，第一条金属臂的长度为60μm，第二条形金属臂的长度为80μm。或者第一条形金属臂的长度还可以等于第二条形金属臂的长度。例如，第一条形金属臂的长度为60μm，第二条形金属臂的长度为60μm。
在一些实施例中，每个金属图形单元的边的长度范围为50μm～1000μm；每个设定金属图形与相应的金属图形单元的每条边之间的距离相同。
其中，每个金属图形单元的形状可以为正方形、长方形或五边形等其他多边形。并且，每个金属图形单元的边可以为63μm、72μm或80μm等。例如，金属图形单元的形状为正方形，其边长可以为63μm；金属图形层包括的周期个数可以为m×n，m大于等于10，n大于等于10。若每个金属图形单元为五边形或其他多边形，则金属图形层包含的周期个数可以以其他方式表示。并且，金属图形单元的形状只要可以紧密的连接在一起，且多个连接的金属图形单元之间不存在空隙。每个设定金属图形位于对应的每个金属图形单元的中央位置。若为多个周期排列的金属图形单元，则表示该金属图形层内存在多个设定金属图形，每个设定金属图形对应一个金属图形单元。由于在使用的过程中每个设定金属图形会存在电谐振，若两个设定金属图形之间的距离过近，则会在鉴别的过程中相互产生干扰，而影响该器件的使用效果。
示例性地，金属图形层的材料选择金，其电导率为4.56×107S/m。设定金属图形为F形，则条形金属主体的宽为23μm，条形金属主体的长为106μm，第一条形金属臂的长边的长度为61μm，第二条形金属臂的长边的长度为54μm。第一条形金属臂与第二条形金属臂之间存在一定间隔，间隔可以为12μm。并且，条形金属臂的长边是从条形金属主体距离条形金属臂最近的长边开始计算的，从该长边到条形金属臂的长边结束作为条形金属臂的长度距离。
图2为本发明一具体实施例的太赫兹手性鉴别器件的结构示意图。如图2所示，具体地，金属层的材料为金，其厚度为0.2μm；介质层的材料为聚酰亚胺，其介电常数3.4，损耗角正切0.008，厚度d为33μm，介质层的长可以为160μm，宽为160μm。金属图形层的材料为金，金属图形层的设定金属图形为F形，金属图形层的厚度为0.2μm，设定金属图形的条形金属主体的宽w为23μm，条形金属主体的长L为106μm，第一条形金属臂的长边s1的长度为61μm，第二条形金属臂的长边s2的长度为54μm。第一条形金属臂与第二条形金属臂之间存在一定间隔，间隔m可以为12μm。将上述的太赫兹手性鉴别器件作为第一种太赫兹手性鉴别器件。其中，介质层的长和宽表示为该介质层上的金属图形层内只包括一个设定金属图形，若为周期排列的金属图形单元，则可以将所有金属依据每个金属图形层的参数、介质层的参数以及金属层的参数进行设置。
图3为本发明一具体实施例的多个周期单元的第一种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图。如图3所示，以周期排列的太赫兹手性器件，周期为4×4个周期单元。通过采用CST(Commercial simulation software，三维电磁场仿真软件)进行模拟。在太赫兹波入射的情况下，建立该结构的一个周期，然后设定x，y方向，并设定为周期边界条件，将设定金属图形朝上的方向设定为z方向，并将该方向设置为开放边界条件，同时将此作为太赫兹波的入射端口和太赫兹波的出射端口，进一步通过仿真模拟可以得到太赫兹波的反射曲线R-+，R++，，R--，R+-。下标符号“+”和“-”分别表示右旋圆极化和左旋圆极化，Rij表示入射波为j极化，反射波为i极化的情况。最后通过计算得到对右旋圆极化波的吸收曲线和左旋圆极化波的吸收曲线。其中，当圆极化波入射到太赫兹波手性鉴别器件时，太赫兹波手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率为AR的表达式如下：
AR＝1-|R-+|2-|R++|2-|T-+|2-|T++|2；
当圆极化波入射到太赫兹手性鉴别器件的表面时，太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率AL的表达式如下：
AL＝1-|R--|2-|R+-|2-|T--|2-|T+-|2。
其中，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率；R++表示右旋圆极化波的反射系数；R--表示左旋圆极化波的反射系数；T++表示右旋圆极化波的透射系数；T--表示左旋圆极化波的透射系数；R-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的反射系数；R+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的反射系数；T-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的透射系数；T+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的透射系数。
若是一种反射型器件，则左旋圆极化波与右旋圆极化波的传输系数可以忽略，此时太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率AR如下：
AR＝1-|R-+|2-|R++|2；
则太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率AL如下：
AL＝1-|R--|2-|R+-|2；
其中，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率；R++表示右旋圆极化波的反射系数；R--表示左旋圆极化波的反射系数；R-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的反射系数；R+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的反射系数。
而圆二色谱值通过计算左旋圆极化波的吸收率的平方与右旋圆极化波的吸收率的平方的差值，得到太赫兹手性鉴别器件对应的圆二色谱值(CD，circular dichroism)。圆二色谱值的公式如下：
Figure BDA0002669936870000081
其中，CD表示圆二色谱值，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率。
如图4所示，可以表示右旋圆极化波的吸收曲线以及左旋圆极化波的吸收曲线。其中，横坐标表示频率，频率范围为0.9THz～1.1THz，纵坐标表示吸收能量。当右旋圆极化波入射到太赫兹手性鉴别器件时，在频率为1.019THz处的峰值吸收率为0.95。当入射波为左旋圆极化波时，在0.9THz～1.1THz范围内的吸收率均低于0.11。因此，该器件在频率为1.09THz的情况下，对左旋圆极化波与右旋圆极化波具有的吸收效果呈现完全不同的状态。由于左旋圆极化波的吸收率与右旋圆极化波的吸收率的差值为圆二色谱值，因此，可以表示其具有强的圆二色谱值。
如图5所示，其中的(a)图和(b)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时xoy平面的电场分布，其中的(c)图和(d)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时xoz平面的电场分布。由(a)图和(b)图可以看出，当入射波为右旋圆极化时，在F形结构的长、短臂之间存在强烈的电谐振，使得大部分能量得以进入介质中被吸收。当入射波为左旋圆极化时，仅在F形结构的短臂附近存在较弱的电谐振，因此只有极少的电磁波能量被吸收。图其中的(c)图和(d)图则是从xoz面进行观察得到的电场分布，从而再次证明了右旋圆极化波大都被局域在介质中，形成表面等离子体激元而被吸收。
参见图1，在一些实施例中，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形的方向，或者第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形镜像的方向。
其中，条形金属主体的两侧均可以表示为第一方向，若以其中一侧表示为第一方向，并形成F形，则可以将另一侧作为F形的镜像。并且所使用的材料以及尺寸均与第一方向形成的F形相同。
示例性地，金属层的材料为金，其厚度为0.2μm；介质层的材料为聚酰亚胺，其介电常数3.4，损耗角正切0.008，厚度为33μm，介质层的长可以为160μm，宽为160μm。金属图形层的材料为金，金属图形层的设定金属图形为F形，金属图形层的厚度为0.2μm，设定金属图形的条形金属主体的宽为23μm，条形金属主体的长为106μm，第一条形金属臂的长边的长度为61μm，第二条形金属臂的长边的长度为54μm。第一条形金属臂与第二条形金属臂之间存在一定间隔，间隔可以为12μm。将与设定金属图形为F形的镜像图形的器件作为第二种太赫兹手性鉴别器件。
图6为本发明一具体实施例的多个周期单元的第二种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图，如图6所示，多个周期单元的第二种太赫兹手性鉴别器件的周期单元个数为4×4个。
如图7所示，在太赫兹波入射该器件后，可以表示与图3所示的曲线形状相似，但其之间的区别在频率1.019THz处，图7表示左旋圆极化波的吸收曲线以及右旋圆极化波的吸收曲线。其中，横坐标表示频率，频率范围为0.9THz～1.1THz，纵坐标表示吸收能量。当左旋圆极化波入射到太赫兹手性鉴别器件时，在频率为1.019THz处的峰值吸收率为0.95。当入射波为右旋圆极化波时，在0.9THz～1.1THz范围内的吸收率均低于0.11。
如图8所示，在频率为1.019THz处，第一种太赫兹手性鉴别器件在相应频率范围内对右旋圆极化波呈现强烈的吸收，对左旋圆极化波吸收很小。而第二种太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波呈现强烈的吸收，对右旋圆极化波吸收很小。可以表示，第一种太赫兹手性鉴别器件与第二种太赫兹手性鉴别器件可以鉴别手性不同的太赫兹波，通过将器件上的金属图形以镜像的方式设置以达到鉴别的目的。
由于第一种太赫兹手性鉴别器件和第二种太赫兹手性鉴别器件对两种极化方式圆极化波的吸收效果相反。因此，第一种太赫兹手性鉴别器件的圆二色谱值与第二种太赫兹手性鉴别器件的圆二色谱值大小相同，但符号正好相反。两种结构的器件在频率为1.018THz处圆二色谱曲线对应的峰值幅度为0.836，因此，可以表示在该频率点处太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收效果的差别大，从而具有强的圆二色谱值。其中，由于手性分子对左旋圆极化波与右旋圆极化波的吸收不同，而不同手性分子具有不同的圆二色谱特性，同一手性分子的两个对映体的圆二色谱大小相同，正负相反。因此对不同手性分子的鉴别以及手性分子对映体的区分在研究生命起源、药品检测、疾病诊断和治疗方面都具有重要的科学和实用价值。
在一些实施例中，所述的太赫兹手性鉴别器件，还包括：第三条形金属臂；第三条形金属臂是从条形金属主体的第二端沿垂直于该条形金属主体的第二方向延伸的结构；第一方向和第二方向相反。
其中，第三条形金属臂长和宽的长度范围分别为10μm～900μm和10μm～500μm。例如，第三条形金属臂长可以为15μm、20μm或100μm等；第三条形金属臂宽可以为60μm、70μm或75μm等。第三条形金属臂位于与第一条形金属臂、第二条形金属臂相反的一侧。并且，第三条形金属臂的长度小于第一条形金属臂且大于第二条形金属臂。该结构内的金属图形层的厚度范围可以为0.05μm～5μm；介质层的厚度范围可以为3μm～1000μm；所述金属层的厚度范围可以为0.05μm～5μm；其中，所述金属图形层的厚度小于所述金属层的厚度且小于所述介质层的厚度。该结构可以增加太赫兹手性鉴别器件的工作频率范围，从而进一步提高了鉴别的准确率。
图9为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图，参见图9，示例性地，金属层的材料为金，其厚度为0.2μm；介质层的材料为聚酰亚胺，其介电常数3.4，损耗角正切0.008，厚度为130μm，介质层的长可以为480μm，宽为480μm。金属图形层的材料为金，金属图形层的厚度为0.2μm，设定金属图形的条形金属主体的长为328μm，第一条形金属臂的长边的长度为123μm，第二条形金属臂的长边的长度为91μm；第三条形金属臂的长为105μm，宽为80μm。第一条形金属臂与第二条形金属臂之间存在一定间隔，间隔可以为40μm。如图10所示，为多个周期单元的第三种太赫兹手性鉴别器件。
其中，介质层的长和宽表示为该介质层上的金属图形层内只包括一个设定金属图形，若为多个周期排列的金属图形单元，则可以将所有金属依据每个金属图形层的参数、介质层的参数以及金属层的参数进行设置。由图11可知，当右旋圆极化波入射到该器件时，该器件对右旋圆极化波在频率为0.31THz和0.38THz处存在吸收峰，其吸收率分别为0.826和0.745。当左旋圆极化波入射到该太赫兹波手性鉴别器件时，在频率为0.31THz和0.38THz处的吸收率分别为0.14和0.19。相比于第一种太赫兹手性鉴别器件，该太赫兹手性鉴别器件可以同时在两个波段对右旋圆极化波具有强的吸收，而对左旋圆极化波吸收很少，并且该结构的太赫兹手性鉴别器件增加了在使用时的工作频率范围。
图12为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件在第一个最大圆二色谱位置处的电场分布的示意图,。图13为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件在第二个最大圆二色谱位置处的电场分布的示意图。如图12和图13所示，图12中的(a)图和(b)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时，xoy平面在第一个最大圆二色谱位置0.31THz处的电场分布，其中图12的(c)图和(d)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时，xoz平面在第一个最大圆二色谱位置0.31THz处的电场分布。而图13中的(a)图和(b)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时，xoy平面在第二个最大圆二色谱位置0.38THz处的电场分布，图13中的(c)图和(d)图分别为右旋和左旋圆极化波入射时，xoz平面在第二个最大圆二色谱位置0.38THz处的电场分布。因此，可以看出，在两个最大圆二色谱位置处，当入射波为右旋圆极化时，右旋圆极化波大都被局域在介质中，形成表面等离子体激元而被吸收。而入射波为左旋圆极化时，在第三器件内产生的谐振比较微弱，只有少量的能量被吸收，从而得到了强圆二色谱值。
图14为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图。如图14所示，在一些实施例中，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形的方向，或者，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形镜像的方向。
其中，条形金属主体的两侧均可以表示为第一方向，若以其中一侧表示为第一方向，并形成F形，则可以将另一侧作为F形的镜像。而第二方向上的第三条形金属臂则随着第一方向变化而改变。并且所使用的材料以及尺寸均与第一方向形成的设定金属图形相同。
示例性地，金属层的材料为金，其厚度为0.2μm；介质层的材料为聚酰亚胺，其介电常数3.4，损耗角正切0.008，厚度为130μm，介质层的长可以为480μm，宽为480μm。金属图形层的材料为金，金属图形层的厚度为0.2μm，设定金属图形的条形金属主体长为328μm，第一条形金属臂的长边的长度为123μm，第二条形金属臂的长边的长度为91μm；第三条形金属臂的长为105μm，宽为80μm。第一条形金属臂与第二条形金属臂之间存在一定间隔，间隔可以为40μm。如图15所示，为多个周期单元的第四种太赫兹手性鉴别器件。
具体地，如图16所示，当左旋圆极化波入射到该器件时，该器件对左旋圆极化波在0.31THz和0.38THz处存在吸收峰，吸收率分别为0.826和0.745。当右旋圆极化波入射到器件时，在0.31THz和0.38THz处的吸收率分别为0.14和0.19。相比于第二种太赫兹手性鉴别器件，该结构的太赫兹手性鉴别器件可以同时在两个波段对左旋圆极化波有强的吸收，而对右旋圆极化波吸收很少，增加了器件工作的频率范围。
将存在第三条金属臂的太赫兹手性鉴别器件作为第三种太赫兹手性鉴别器件；与存在第三条金属臂的设定金属图形的镜像图形作为第四种太赫兹手性鉴别器件。如图17所示，在频率为0.31THz与0.38THz处，第三种太赫兹手性鉴别器件在相应频率范围内对右旋圆极化波呈现强烈的吸收，对左旋圆极化波吸收很小。而第四种太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波呈现强烈的吸收，对右旋圆极化波吸收很小。可以表示，第三种太赫兹手性鉴别器件与第四种太赫兹手性鉴别器件可以鉴别手性不同的入射太赫兹波，通过将器件上的金属图形以镜像的方式设置以达到鉴别的目的，同时添加了第三条金属臂增加了器件工作的频率范围。
此外，该器件还可以应用于天线，将太赫兹波手性鉴别器件位于天线前端，在天线接收太赫兹波的情况下，对左旋圆极化波与右旋圆极化波进行区分得到相应的太赫兹波。如果天线需要接收右旋圆极化波，则太赫兹波手性鉴别器件可以对不需要的波进行反射。例如，当左旋圆极化波与右旋圆极化波同时到达太赫兹波手性鉴别器件的表面的情况下，对应右旋圆极化波的太赫兹波手性鉴别器件会将对应的波吸收，对大部分左旋圆极化波进行反射，只有极少部分左旋圆极化波被吸收。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种圆极化波选择器，包括：如上述实施例所述的太赫兹手性鉴别器件。
其中，圆极化波选择器可以用在太赫兹通信，即现在的6G通信中，由于传统的圆极化波选择器是由四分之一波片和线极化器组成的光路鉴别***，其复杂度大，不利于使用。
为使本领域技术人员更好地了解本发明，下面将以具体实施例说明本发明的实施方式。
再如图2所示，一具体实施例的太赫兹手性鉴别器件包括：F形金属结构层、介质层和金属板。
该周期单元从上到下，依次由F形金属结构层、介质层和金属板构成，x方向和y方向的周期分别为Px和Py。
所述x方向的周期长度为Px，长度为50μm～1000μm。
所述y方向的周期长度为Py，长度为50μm～1000μm。
所述的F形金属结构层，参见图2，其宽度w的范围为10μm～500μm，长度L的范围为5μm～900μm，长臂的长度范围s1为10μm～900μm，短臂的长度范围为s2为10μm～900μm。
所述的F形金属结构层，厚度范围为0.05μm～5μm。
所述的F形金属结构层，材质可以为金、铝或者铜等。
所述的中间介质层，介电常数为1～20，损耗角正切角度范围为0～0.2，厚度范围为3μm～1000μm。
所述的中间介质层，为聚酰亚胺、二氧化硅、硅等。
所述的金属地板层，厚度不小于0.05μm。金属材质可以为金、铝或者铜等。
本实例中介质材料选用聚酰亚胺，其介电常数为3.4，损耗角正切为0.008，金属材料选用金，其电导率4.56×107S/m。介质层为周期单元中位于中间的正方形板状结构，厚度为d。介质上表面的金属结构为字母F的形状，厚度为t1，相关尺寸参数如图3所示。介质下表面的金属层为和单元同周期的金属板，厚度为t2。示例性的Px＝Py＝160μm，d＝33μm，t1＝0.2μm，t2＝1μm，w＝23μm，L＝106μm，m＝12μm，s1＝61μm，s2＝54μm。
如图3所示，多个周期单元的第一种太赫兹手性鉴别器件的周期单元为4×4个。在实际加工过程中，该器件包含的周期单元的个数并不限于此。若太赫兹手性超表面的实际周期个数为m×n，一般m≥10，n≥10。
如图1所示，对第一种结构的太赫兹手性超表面的F金属图形结构进行镜像，可以得到第二种太赫兹手性超表面。图1所示的第二种太赫兹手性超表面为1个周期单元太赫兹手性超表面的侧视图。
可以看出，图1中的周期单元图2中的周期单元的区别在于F型结构的朝向不同，F型结构互为镜像对称。第二种太赫兹手性超表面的结构尺寸与第一种太赫兹手性超表面的参数一致。
如图6所示，多个周期单元的第二种太赫兹手性鉴别器件的周期单元为4×4个。在实际加工过程中，该器件包含的周期单元个数并不限于此。太赫兹手性超表面的实际周期个数为m×n，一般m≥10，n≥10。
如图4所示，其中实线和虚线对应的AR和AL分别为该结构对右旋圆极化波和左旋圆极化波的吸收。该结果是采用三维电磁场仿真软件CST模拟得到的。计算时，首先建立结构的一个周期，然后，将x，y方向设置为周期边界条件，将z方向设置为开放边界条件，并作为入射和出射端口，通过仿真模拟可以得到反射曲线R-+，R++，R--，R+-。下标符号“+”和“-”分别表示右旋圆极化和左旋圆极化，Rij表示入射波为j极化，反射波为i极化的情况。当圆极化波入射到太赫兹手性鉴别器件时，太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率为AR的表达式如下：
AR＝1-|R-+|2-|R++|2-|T-+|2-|T++|2； (1)
当圆极化波入射到太赫兹手性鉴别器件的表面时，太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率为AL的表达式如下：
AL＝1-|R--|2-|R+-|2-|T--|2-|T+-|2； (2)
其中，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率；R++表示右旋圆极化波的反射系数；R--表示左旋圆极化波的反射系数；T++表示右旋圆极化波的透射系数；T--表示左旋圆极化波的透射系数；R-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的反射系数；R+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的反射系数；T-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的透射系数；T+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的透射系数。
若是一种反射型的器件，则可以不考虑左旋圆极化波与右旋圆极化波的传输项，则太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率AR如下：
AR＝1-|R-+|2-|R++|2； (3)
则太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率AL如下：
AL＝1-|R--|2-|R+-|2； (4)
其中，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率；R++表示右旋圆极化波的反射系数；R--表示左旋圆极化波的反射系数；R-+表示入射波为右旋圆极化波的交叉极化的反射系数；R+-表示入射波为左旋圆极化波的交叉极化的反射系数。
而圆二色谱值通过计算左旋圆极化波的吸收率的平方与右旋圆极化波的吸收率的平方的差值，得到太赫兹手性鉴别器件对应的圆二色谱值(CD，circular dichroism)。圆二色谱值的公式如下：
Figure BDA0002669936870000151
其中，CD表示圆二色谱值，AR表示太赫兹手性鉴别器件对右旋圆极化波的吸收率；AL表示太赫兹手性鉴别器件对左旋圆极化波的吸收率。最后分别由公式(3)和公式(4)计算出第一种太赫兹手性超表面对右旋圆极化波的吸收曲线AR和左旋圆极化波的吸收曲线AL，进而再由公式(5)得到器件的圆二色谱(CD)，如图6所示。
图4中的实线表示第一种手性器件对右旋圆极化波的吸收曲线，划线表示第一器件对左旋圆极化波的吸收曲线。横坐标表示频率，频率范围为0.9THz～1.1THz，纵坐标表示吸收。当右旋圆极化波入射到第一种手性超表面时，在1.019THz处的峰值吸收率达0.95。当入射波为左旋圆极化波时，在0.9THz～1.1THz范围内的吸收率均低于0.11。因此，第一种手性超表面在1.09THz附近对两种类型圆极化波具有完全不同的吸收效果，其差值即为圆二色谱值，因此该结构具有强的圆二色谱值。
图7为本发明一具体实施例的第二种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收谱的示意图。如图7所示，图7与图4中的曲线形状虽然完全一致，但本质区别是在1.019THz处，第一种器件和第二种器件在相应频率范围内对左右旋圆极化波的吸收效果正好相反。第二种器件对左旋圆极化波呈现强烈的吸收，对右旋圆极化波吸收很小。而第一种器件对右旋圆极化波呈现强烈吸收，对左旋圆极化波吸收很小。
图8为本发明一具体实施例的第一种和第二种太赫兹手性鉴别器件对应的圆二色谱值的示意图。如图8所示，由于第一种手性超表面和第二种手性超表面对两种极化方式圆极化波的吸收效果刚好相反。因此，第一种太赫兹手性超表面的圆二色谱值与第二种太赫兹手性超表面的圆二色谱值大小相同，但符号正好相反。两种结构在1.018THz处圆二色谱曲线对应的峰值幅度为0.836，这说明在该频率点处手性超表面对左、右旋圆极化波的吸收效果的差别大，从而具有强的圆二色谱值。
如图5所示，其中的图(a)和图(b)分别为右旋和左旋圆极化波入射时xoy平面的电场分布，其中的图(c)和图(d)分别为右旋和左旋圆极化波入射时xoz平面的电场分布。由其中的图(a)和图(b)可以看出，当入射波为右旋圆极化时，在F形结构的长、短臂之间存在强烈的电谐振，使得大部分能量得以进入介质中被吸收。当入射波为左旋圆极化时，仅在F形结构的短臂附近存在较弱的电谐振，因此只有极少的电磁波能量被吸收。其中的图(c)和图(d)则是从另外一个观察平面(xoz面)得到的电场分布，从而再次证明了右旋圆极化波大都被局域在介质中，形成表面等离子体激元而被吸收。
参见图9，图9表示第三种类型太赫兹手性超表面1个周期单元的侧视图。图9中，该周期单元和第一种类型太赫兹手性超表面的周期单元的相似，所用的材料也是一样的，只是在F型金属结构的尾端又增加了一块金属。对应的尺寸参数如图9所示。示例性的，各参数如下：Px＝Py＝480μm，d＝130μm，t1＝0.2μm，t2＝0.2μm，w＝80μm，L＝328μm，m＝40μm，s1＝123μm，s2＝91μm，s3＝105μm。
如图10所示，表示的是4×4周期单元的第三种太赫兹手性超表面的侧视图。在实际加工过程中，该器件包含的周期单元个数并不限于此。太赫兹手性超表面的实际周期个数为m×n，一般m≥10，n≥10。
图11为本发明一具体实施例的第三种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收谱的示意图。如图11所示，当右旋圆极化波入射到第三种太赫兹手性超表面时，该器件对右旋圆极化波在0.31THz和0.38THz处存在吸收峰，吸收率分别为0.826和0.745。当左旋圆极化波入射到第三种太赫兹手性超表面时，在0.31THz和0.38THz处的吸收率分别为0.14和0.19。相比于第一种类型的太赫兹手性超表面，第三种类型太赫兹手性超表面的特点是能够同时在两个波段对右旋圆极化波有强的吸收，而对左旋圆极化波吸收很少，增加了器件工作的频率范围。
如图14所示，图14显示了1个周期单元的第四种类型太赫兹手性超表面的侧视图。该周期单元和第二种类型太赫兹手性超表面的周期单元的相似，所用的材料也是一样的，只是在F型金属结构的尾端又增加了一块金属。对应的尺寸示例性的如下：Px＝Py＝480μm，d＝130μm，t1＝0.2μm，t2＝0.2μm，w＝80μm，L＝328μm，m＝40μm，s1＝123μm，s2＝91μm，s3＝105μm。
图15为本发明一具体实施例的多个周期单元的第四种太赫兹手性鉴别器件的结构示意图。如图15所示，图15表示为4×4周期单元的第四种太赫兹手性超表面的侧视图。在实际加工过程中，该器件包含的周期单元个数并不限于此。太赫兹手性超表面的实际周期个数为m×n，一般m≥10，n≥10。
图16为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件对左、右旋圆极化波的吸收谱的示意图。由图16可知，当右旋圆极化波入射到第四种太赫兹手性超表面时，该器件对左旋圆极化波在0.31THz和0.38THz处存在吸收峰，吸收率分别为0.826和0.745。当右旋圆极化波入射到第四种太赫兹手性超表面时，在0.31THz和0.38THz处的吸收率分别为0.14和0.19。相比于第二种类型的太赫兹手性超表面，第四种类型太赫兹手性超表面的特点是能够同时在两个波段对右旋圆极化波有强的吸收，而对左旋圆极化波吸收很少，增加了器件工作的频率范围。
图17为本发明一具体实施例的第四种太赫兹手性鉴别器件的圆二色谱曲线示意图。如图17所示，图17的实线和虚线分别为本发明实施例提供的第三种和第四种太赫兹手性超表面的圆二色谱曲线。由于第三种手性超表面和第四种手性超表面对两种极化方式圆极化波的吸收效果刚好相反。因此，第三种太赫兹手性超表面的圆二色谱值与第四种太赫兹手性超表面的圆二色谱值大小相同，但符号正好相反。两种结构的圆二色谱曲在0.31THz和0.381THz对应的峰值幅度分别为0.663和0.51。
综上所述，本发明实施例的太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器，通过金属层；介质层，位于所述金属层的一侧；金属图形层，位于所述介质层的远离所述金属层的一侧，包含周期排列的金属图形单元；金属图形单元包含设定金属图形，设定金属图形包含条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂，第一条形金属臂是从条形金属主体的第一端沿垂直于该条形金属主体的第一方向延伸的结构，第二条形金属臂的一端垂直连接条形金属主体的中部；第一条形金属臂的长度大于第二条形金属臂的长度；第一条形金属臂和第二条形金属臂位于条形金属主体的同侧。通过太赫兹波手性鉴别器件、天线及圆极化波选择器在太赫兹频段具有大于0.836的圆二色谱值。并且在F尾端引入长条结构，可实现双波段圆二色谱特性，双波段对应的圆二色谱值均大于0.745。该器件不但可用于太赫兹手性分子的检测，而且在太赫兹圆极化选择器方面也有重要的应用价值。
本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，包括：
金属层；
介质层，位于所述金属层的一侧；
金属图形层，位于所述介质层的远离所述金属层的一侧，包含周期排列的金属图形单元；金属图形单元包含设定金属图形，设定金属图形由条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂构成或者由条形金属主体、第一条形金属臂、第二条形金属臂、及第三条形金属臂构成，第一条形金属臂是从条形金属主体的第一端沿垂直于该条形金属主体的第一方向延伸的结构，第二条形金属臂的一端垂直连接条形金属主体；第一条形金属臂和第二条形金属臂位于条形金属主体的同侧；其中，第一条形金属臂的长度大于第二条形金属臂的长度；第三条形金属臂是从条形金属主体的第二端沿垂直于该条形金属主体的第二方向延伸的结构；第一方向和第二方向相反。
2.如权利要求1所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，第三条形金属臂的长度小于第一条形金属臂且大于第二条形金属臂。
3.如权利要求1所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形的方向，或者，第一方向是能使条形金属主体、第一条形金属臂、及第二条形金属臂形成F形镜像的方向。
4.如权利要求1所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，金属层与金属图形层所用材料包括金、铝、或铜；介质层所用材料包括聚酰亚胺、二氧化硅或硅。
5. 如权利要求3所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，条形金属主体的长和宽的长度范围分别为5µm ~900 µm和10µm ~500µm；第一条形金属臂的长边的长度范围为10µm ~900µm；第二条形金属臂的长边的长度范围为10µm ~900µm；第三条形金属臂的长和宽的长度范围分别为10µm ~900µm和10µm ~500µm。
6. 如权利要求5所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，金属图形层的厚度范围为0.05µm ~5µm；介质层的厚度范围为3µm ~1000µm；所述金属层的厚度不小于0.05µm；其中，所述金属图形层的厚度小于所述介质层的厚度且所述金属图形层的厚度小于所述金属层的厚度。
7. 如权利要求3所述的太赫兹手性鉴别器件，其特征在于，每个金属图形单元的边的长度范围为50µm ~1000 µm；每个设定金属图形与相应的金属图形单元的每条边之间的距离相同。
8. 一种圆极化选择器，其特征在于，包括：如权利要求 1 至7任一项所述的太赫兹手性鉴别器件。
CN202010930167.3A 2020-09-07 2020-09-07 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器 Active CN111896479B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010930167.3A CN111896479B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010930167.3A CN111896479B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111896479A CN111896479A (zh) 2020-11-06
CN111896479B true CN111896479B (zh) 2021-11-23

Family

ID=73225200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010930167.3A Active CN111896479B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111896479B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112558294A (zh) * 2020-11-27 2021-03-26 广东工业大学 一种具有手性偏振选择性的微腔及其制备方法和应用
CN114815020B (zh) * 2022-04-21 2023-09-22 岭南师范学院 一种高品质因数折射率传感器的设计方法及折射率传感器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104360424B (zh) * 2014-10-19 2017-10-31 北京工业大学 一种基于l型结构的宽带太赫兹超材料吸收器
CN108039589A (zh) * 2016-10-26 2018-05-15 电子科技大学 L型开口环谐振器的超表面太赫兹反射式极化转换器
CN106877003A (zh) * 2017-03-22 2017-06-20 桂林电子科技大学 一种反射型超宽带太赫兹极化可重构圆极化器
CN107765450A (zh) * 2017-10-17 2018-03-06 北京邮电大学 基于超材料的宽带太赫兹线极化波非对称传输器件
CN107946182B (zh) * 2017-12-08 2019-12-27 陕西师范大学 一种实现非对称传输的微纳金属结构及其制备方法
CN108390133A (zh) * 2018-02-11 2018-08-10 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 太赫兹带通滤波器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111896479A (zh) 2020-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111896479B (zh) 太赫兹手性鉴别器件及圆极化选择器
CN106124405B (zh) 基于线偏振光入射一维周期金属槽的圆二色光谱测量***
Zhang et al. The antibody-free recognition of cancer cells using plasmonic biosensor platforms with the anisotropic resonant metasurfaces
CN102072879B (zh) 传感器芯片、传感器盒及分析装置
CN103776790B (zh) 一种基于石墨烯纳米天线的红外光谱增强及探测方法及装置
CN103649718A (zh) 生成超材料的方法及由此生成的超材料
Sarabandi Electromagnetic scattering from vegetation canopies
CN108873365A (zh) 双结构组合型金属纳米薄膜手性光学器件
CN112798535A (zh) 面向活细胞检测的太赫兹微结构圆二色性传感***
CN110082385A (zh) 一种实现圆二色性的微纳金属结构及其应用
CN110850517A (zh) 一种石墨烯超表面的双频带太赫兹吸波器
CN1173166C (zh) 双面金属波导测量方法及其装置
CN112432907B (zh) 可调太赫兹手性鉴别器件及可调圆极化选择器
CN112611721B (zh) 宽带太赫兹手性鉴别器件及圆极化波选择器
Guo et al. Time-frequency double domain resolving by electromagnetically induced transparency metasensors for rapid and label-free detection of cancer biomarker midkine
CN114264627A (zh) 太赫兹传感器及其使用方法
Hamza et al. Designing an extremely tiny dual-band biosensor based on MTMs in the terahertz region as a perfect absorber for non-melanoma skin cancer diagnostics
CN109490279A (zh) D形微柱镜旋转式spr传感芯片
CN101178476A (zh) 一种高分辨显微三维成像装置
CN113514427A (zh) 一种增强tord光谱检测的生物传感器及测试方法
CN109580535B (zh) 用于增强太赫兹波检测生物细胞组织信号的超材料结构
CN117154420A (zh) 基于金属***环的三波段高q值太赫兹超材料吸收器
CN103018211A (zh) 传感器芯片、传感器盒及分析装置
CN208834018U (zh) 双结构组合型金属纳米薄膜手性光学器件
Patterson et al. Infrared microspectroscopic imaging using a large radius germanium internal reflection element and a focal plane array detector

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant