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公开(公告)号：CN120010046A
公开(公告)日：2025-05-16
申请号：CN202510174670.3
申请日：2025-02-18
Applicant: 南开大学
IPC: G02B5/30 , G02F1/1347 , G02F1/133 , G02F1/1343 , G02B1/00
Abstract: 本发明公开了一种主动调控太赫兹片上表面涡旋波的液晶级联超构器件，属于太赫兹器件技术领域。该器件由介质螺旋超表面、金属螺旋超表面、两层液晶层、两层石墨烯电极层和两层玻璃衬底构成。介质螺旋超表面激发自旋锁定的自由空间涡旋，金属螺旋超表面构建2个片上通道，液晶层动态调控自旋态。器件基于自旋‑轨道角动量耦合和光子态叠加原理，通过级联的策略实现自旋解耦的片上涡旋的激发。此外，通过控制两层液晶的取向可以在2个通道中分别实现多种片上涡旋状态。因此，该器件实现了8种涡旋状态及其主动切换。这种液晶级联超构器件具有片上双通道、多状态复用、主动可调的优点，在太赫兹高速通信、信息处理和物质检测等领域有重要应用价值。
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公开(公告)号：CN118294402A
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202410232377.3
申请日：2024-03-01
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/3581 , G01N21/3577
Abstract: 本发明公开了一种基于自参考马赫曾德干涉仪的太赫兹游标生化传感器，属于太赫兹应用技术领域。该器件通过多层结构设计在太赫兹金属波导内形成三条并行无串扰传输通道，构建出自参考交叠太赫兹马赫曾德干涉仪结构，在游标效应的增益下进行高灵敏检测。在生化样品传感检测中，该器件在0.1‑0.9 THz范围内灵敏度达到107 GHz/(g/mm2)量级，检测精度达到10‑8 g/mm2量级，对比单独使用马赫曾德干涉仪结构，灵敏度提高20倍以上。基于此，器件可用于测定氨基酸与过氧化氢反应的特性曲线，通过特性曲线的显著差异实现氨基酸种类的识别。该器件结构简易、高灵敏度和宽带工作范围的特性使其在太赫兹生化传感领域中展现出应用潜力。
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公开(公告)号：CN117311054A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202210722708.2
申请日：2022-06-21
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了金属超表面‑液晶‑金属光栅结构的动态太赫兹波束偏折器。本发明所述器件包括第一介质衬底层、金属超表面层、液晶层、金属光栅层、第二介质衬底层。通过将金属超表面层、液晶层、金属光栅层组成一个可调的光子谐振腔，可实现增强的腔内偏振模式转换和动态调控的太赫兹波束偏折。通过改变入射光的频率，使得出射光束发生37.5～50°的偏折角度扫描；并且在入射光频率为0.69THz、偏折角度为47.5°的情况下，实现了50％的衍射强度和99.6％的高强度调制深度。该器件不仅具有设计灵活、易加工、价格低廉、调控范围大等优点，而且有利于集成化和小型化。因此，该器件可用于太赫兹光谱、成像、雷达和通信等系统中。
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公开(公告)号：CN114911084B
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202210477144.0
申请日：2022-05-03
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/13 , G02F1/1343
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹液晶圆偏振波束扫描器件，属于太赫兹应用技术领域。本发明将液晶层与几何相位超表面相结合，由玻璃衬底、结构化石墨烯电极层、液晶层、几何相位超表面构成。通过施加不同的外加电场，使得液晶层对太赫兹波具有可调的偏振转换作用，同时几何相位超表面对圆偏振波提供正交偏振变换和空间梯度相位排布，动态地实现圆偏振波束的偏振转换和角度扫描，最终实现在0.7～1.3THz范围内的最大扫描角度范围为32～64°。该器件幅面可灵活设计，既可以集成在小型太赫兹固态电子器件中，又可以设计成大幅面器件放置在自由空间太赫兹波光谱、成像和雷达等系统中使用，应用范围比较广泛。
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公开(公告)号：CN109298555B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201811248512.4
申请日：2018-10-25
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹磁纳米液晶相移器及其制备方法。本发明所述器件是通过将Fe3O4磁纳米颗粒分散液磁流体在常温下分散到液晶5CB溶剂中形成铁磁液晶，其中Fe3O4磁纳米颗粒分散液磁流体和液晶5CB溶剂的浓度比为0.05wt％，并将该铁磁液晶用紫外胶封装进间隔为1mm的无取向的液晶盒中。该器件利用Fe3O4磁纳米颗粒在外磁场作用下形成的磁链与液晶之间的磁相互作用，实现在厚液晶盒中对随机排布的液晶分子的初始锚定取向，仅通过改变磁场大小就可将液晶分子的光轴实现90°的偏转控制。相比于传统的磁控液晶相移器件，该器件无需改变磁场方向且无需对液晶分子进行预取向，大大提高了器件的实用性和稳定性。因此，该器件可用于太赫兹相位和偏振控制等器件中。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN102393571B
公开(公告)日：2014-01-01
申请号：CN201110350710.3
申请日：2011-11-09
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/025
Abstract: 本发明公开了一种高速光子晶体波导太赫兹调制器。在有线缺陷波导的硅光子晶体柱阵列表面镀上一层二氧化钒薄膜，在室温下无激光辐照时二氧化钒薄膜为介质相，器件表现出介质光子晶体波导的带隙性质；而当有激光辐照光子晶体柱表面时，二氧化钒薄膜发生相变，器件表现为金属光子晶体波导的带隙性质。由于同一结构的介质和金属光子晶体波导的导带是完全不同的，可以实现光控高速宽带太赫兹强度调制和频率调制。该太赫兹调制器调制带宽大，超过100GHz；调制方式灵活多样，可实现多工作窗口强度调制和频率调制；调制深度超过90％；响应时间短，调制速率达10Gbps；结构和调制方法简单，便于小型化和集成化，满足太赫兹通信系统的要求。
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公开(公告)号：CN102508375A
公开(公告)日：2012-06-20
申请号：CN201110350708.6
申请日：2011-11-09
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/1333 , G02F1/133 , H01P1/20
Abstract: 本发明公开了一种金属光子晶体太赫兹可调谐滤波器装置及其控制方法。它将光子晶体金属柱阵列封装于高密度聚乙烯盒中，盒中填充液晶。通过控制电压，改变填充在金属柱周围的液晶分子的指向角度，从而改变金属光子晶体的能带和带隙位置以控制滤波器通带位置的移动，实现调谐滤波的功能。由于采用了金属材料制作光子晶体，克服了介质光子晶体调谐过程中的通带带宽变窄、透过率下降的缺点，其调谐范围大大提高。金属柱本身作为电极的特殊结构，减小了正负电极的距离，提高了液晶分布的一致性，降低了工作电压，提高了响应时间。本发明具有传输带宽大，可调谐范围宽，调谐过程中通带带宽和透过率稳定、损耗小、消光比高、便于小型化和集成化的优点。
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公开(公告)号：CN111399128B
公开(公告)日：2024-12-06
申请号：CN202010404695.5
申请日：2020-05-14
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明提供了一种基于磁流体填充的、太赫兹可调磁光波长选择开关。器件基本结构由两根互相靠近、纤芯具有不同微结构的多孔光纤1和2组成。光纤1是基于等差分层微结构、多孔度15.93％的高双折射多孔光纤，纤芯微结构基本单元为椭圆，椭圆尺寸从内层到外层逐渐增大；光纤2是多孔度44.81％的多孔光纤，纤芯微结构由三角晶格排列、大小一致的圆形空气孔组成。在光纤2内层空气孔填充磁流体，通过调节外磁场来改变磁流体的折射率，从而改变两光纤的模式匹配点，实现下行波长的动态可调。在0.8THz‑1.2THz，本发明所述磁光波长选择开关，能够实现单波下行连续可调选择。耦合长度小于16cm，吸收损耗小于0.02dB。
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公开(公告)号：CN117406502A
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202310286516.6
申请日：2023-03-22
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/1343
Abstract: 本发明公开了基于聚乙烯醇‑石墨烯混合薄膜的太赫兹透明电极。本发明所述器件包括混合薄膜、导电胶带、衬底三部分。利用聚乙烯醇的粘着力和石墨烯的高电导率和太赫兹波透过率，将二者以体积比1:2结合起来，在提高混合薄膜寿命的同时，控制混合薄膜的厚度在8～12μm，最大限度地保证混合薄膜的电导率在0.2～1S/m，在0.1～1.2THz频率范围内实现大于90％的透过率。将太赫兹透明电极与液晶结合后，在电极上施加不同电压便可动态调控太赫兹波的相位。与其他太赫兹透明电极相比，本发明极大地简化了制作难度和复杂程度，并且降低了制作成本，有利于器件集成化和小型化。因此该器件可用于太赫兹成像、传感和通信等系统中。
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公开(公告)号：CN115877629A
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202211277984.9
申请日：2022-10-19
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种可调太赫兹磁光超表面偏折器，该器件由超晶胞排列出的周期单元构成，每个超晶胞包括一个InSb基底和一对正交取向的Si柱和InSb柱。无磁场时，该器件利用相消干涉抑制了相位调控功能，实现了光束的直接透过，此时超晶胞极化转换率低于15％，光束透过率高于‑5dB。之后，利用磁光材料的可调性和磁光效应，超晶胞实现了基于磁场主动调控的手性相位调制功能，其极化转换圆二色性超过98％。基于此，器件实现了对手性光的选择性偏折，在工作频段内，偏折角度的范围为15.9°～23.4°。该器件所具有的可调手性偏折功能，使其在太赫兹光谱、通信、扫描成像等系统中展现出了巨大的应用潜力。
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