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公开(公告)号：CN105044812B
公开(公告)日：2017-09-26
申请号：CN201510432049.9
申请日：2015-07-22
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种双层非对称亚波长电介质光栅太赫兹隔离器。本发明采用双层非对称亚波长电介质光栅的结构，利用前后两层不同结构的亚波长光栅中不同的导模谐振和一级衍射效应，使得正入射该光栅的THz波正向和反向传输所经历的光路不对称，实现单向隔离传输。该器件最大隔离度接近20dB，正向传输损耗小于5dB。相比于传统磁光隔离器，该器件无需使用外加磁场，对器件工作温度和环境没有特殊要求，大大提高了器件的实用性；采用电介质光栅，与金属光栅相比，降低了器件的材料损耗和插入损耗。器件巧妙地将两块不同的电介质光栅利用紫外胶封装起来，提高器件使用寿命和稳定性，可应用于太赫兹波光谱、成像、通信和雷达等系统。
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公开(公告)号：CN106772754A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611190016.9
申请日：2016-12-21
Applicant: 南开大学
IPC: G02B5/30
CPC classification number: G02B5/3033
Abstract: 本发明公开了双层介质‑金属光栅结构的太赫兹波偏振转换与单向传输器件。本发明所述器件包括：金属光栅层、介质衬底层、介质光栅层，金属光栅和介质光栅分别位于介质衬底两侧。其中，介质光栅层由衬底材料刻蚀，介质栅脊取向相对于金属栅脊取向夹角为45°，金属光栅和介质光栅均为亚波长光栅，它们的光栅周期均小于入射光波长。该器件结合金属光栅层的偏光特性与介质光栅层的人工双折射特性，可实现大于95％的偏振转换率，也可实现大于30dB的单向传输隔离度。由于金属光栅层和介质光栅层之间的模式耦合效应，相比于分立元件，该器件显著地提高了出射光透过率和工作带宽。该器件适用于太赫兹波的偏振转换和单向传输。
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公开(公告)号：CN105974503A
公开(公告)日：2016-09-28
申请号：CN201610415842.2
申请日：2016-06-15
Applicant: 南开大学
CPC classification number: G02B5/1809 , G02B5/3083
Abstract: 本发明公开了一种基于周期啁啾光栅的太赫兹人工双折射器件。本发明利用在高阻硅片表面刻蚀亚毫米尺度的浮雕光栅结构，形成人工双折射效应，以实现太赫兹波相移和偏振态转换的功能。该器件采用特殊的周期啁啾结构，既保留了光栅的周期性又引入了啁啾结构，与普通周期光栅相比提高了器件的双折射系数和双折射带宽，在太赫兹波段实现了大于0.35的高双折射系数、宽带的双折射平坦和良好的线性相移特性，最大相移系数达到作为1/2波片时偏振转化率超过99％。相比于金属光栅和金属超表面结构，该器件采用全介质材料，大大提高了器件的透过率，是一种低损耗、宽带太赫兹人工高双折射器件，可广泛用于太赫兹波相位和偏振调控。
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公开(公告)号：CN102916238A
公开(公告)日：2013-02-06
申请号：CN201210438232.6
申请日：2012-11-07
Applicant: 南开大学
IPC: H01P1/36
Abstract: 本发明公开了一种磁表面等离子体波导太赫兹隔离器装置及其控制方法。本发明由金属壁与半导体锑化铟柱阵列构成非对称、周期性结构的表面等离子体波导。通过在低温下施加外磁场，锑化铟表现出旋电性质，该结构可产生磁表面等离子体模式，实现对太赫兹波单向隔离传输的功能。本发明的单向传输工作频段高于1THz，带宽大于80GHz，其隔离度达90dB，插入损耗低于0.25dB，工作频段可通过外磁场强度控制进行调谐。在185K温度下，通过调节外磁场从0.1T到0.7T，可使器件单向传输频带的中心工作频率从1.42THz调谐到1THz。这种低损耗、高隔离度、宽带可调谐的太赫兹隔离器可以减小太赫兹应用系统中的回波与散射噪声，改善太赫兹光束传输质量。
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公开(公告)号：CN102393571A
公开(公告)日：2012-03-28
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119717320A
公开(公告)日：2025-03-28
申请号：CN202311272361.7
申请日：2023-09-28
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种基于锑化铟‑介质复合超表面的级联主动式磁光太赫兹非互易偏折器件，属于新型人工电磁材料和太赫兹科学技术领域。本发明将将锑化铟、介质超表面和波片结合，并且将两层结构级联起来，实现光束的多自由度操控和扫描。通过电磁铁施加不同的静磁场，使得锑化铟对入射的太赫兹波产生法拉第旋光效应，从而控制入射至波片的偏振角，进一步实现入射到几何相位超表面的自旋态。同时几何相位超表面对不同自旋态产生不同的偏折效果。通过上述器件的结合，该发明可以实现动态光束的偏折，最终实现工作在0.4~0.55THz范围内，偏折角度范围可以达到42°到67.8°的太赫兹主动式偏折器件。并且，由于磁场引入的时间反演对称性破缺，该器件还具有非互易性，保护了系统的稳定性。该发明具有主动可调、可集成、稳定性好等优点，在太赫兹通信、雷达和成像等领域有着很好的应用前景。
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公开(公告)号：CN118883493A
公开(公告)日：2024-11-01
申请号：CN202411187850.7
申请日：2024-08-28
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/3586 , B01L3/00
Abstract: 本发明公开了一种检测含EpCAM标志物类癌细胞的太赫兹双层超表面微流控传感器。本发明所述的器件将上、下双层金属超表面分别周期性地贴附在石英玻璃衬底、石英玻璃盖层的表面，下层金属超表面和上层金属超表面之间形成微流控通道，利用微流控通道内局域电磁场，增强与分析物的相互作用，提升传感检测性能。所述的双层超表面是通过在超表面上进行一系列生物功能化修饰，在液态环境下利用EpCAM抗体对含EpCAM标志物类癌细胞进行特异性捕获检测，浓度检测极限低至1×103cells/ml。该器件不仅具有设计简单、易加工、成本低等优点，还具有可集成化的潜力。因此，该器件可为生物医学检测、太赫兹生化传感、物质的无损检测等提供参考依据。
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公开(公告)号：CN110501308B
公开(公告)日：2024-07-12
申请号：CN201910923078.3
申请日：2019-09-27
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/41
Abstract: 本发明提供了一种基于太赫兹微结构纤芯光子晶体光纤的宽带、超灵敏微流体传感器。器件采用双芯光子晶体光纤设计，由包层、左右两纤芯和涂覆层组成。光纤基底材料采用环烯烃类聚合物（TOPAS）；包层为三角晶格排列，具有六方对称性的圆形空气孔阵列；左芯采用等差分层微结构，用于增大左芯的模式双折射，同时改变基模色散曲线的斜率；右芯由圆形空气孔内填充待测量液体形成。理论研究表明，在0.5‑1.5THz频率范围内，光纤都能够实现精确的折射率传感，器件可检测折射率变化范围为0.019。在1THz，器件的折射率灵敏度达到51.22THz/RIU，优于以往研究结果。本发明利用太赫兹波的宽带特性和双芯光纤基模的交点耦合效应，构建了一个宽带、超灵敏的微流体折射率传感器。在对于传感和测量有高精度要求的生物、化学、医药等领域有非常广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN117572686A
公开(公告)日：2024-02-20
申请号：CN202410023538.8
申请日：2024-01-08
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/1335 , G02B5/00 , G02B5/30
Abstract: 本发明公开了一种宽带太赫兹表面等离子体片上聚焦与能量主动分配器件，属于太赫兹器件技术领域。该器件由结构化的金属层、液晶层和前后两层玻璃衬底构成。结构化的金属层在宽带范围内对圆偏振激励依赖的表面等离子体波实现片上定向聚焦，液晶层起到偏振转换和对左右旋圆偏振光能量分配的作用。整个器件通过施加外加电场动态地调控聚焦表面等离子体波在镜像方向上的两组同心圆环中心附近的能量分配比例。器件的工作频段为0.35~0.60THz，左右两侧表面等离子体波的能量分配比例的动态调制率最高为20dB。这种太赫兹表面等离子体器件具有主动可调、结构紧凑、片上集成的优点，对发展片上集成的太赫兹高速通信、信息处理和传感检测具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110836862B
公开(公告)日：2022-07-12
申请号：CN201911117660.7
申请日：2019-11-18
Applicant: 南开大学
IPC: G01N21/3586
Abstract: 本发明公开了一种非对称、高灵敏度的透射式太赫兹手性超表面偏振传感器以及其具体传感方法。将手性双螺旋方型金属超表面(2)周期性地贴附于石英玻璃基底(1)的前表面，当电场沿水平方向振动的线偏振太赫兹波沿传感器表面法线方向垂直入射，太赫兹波与手性双螺旋方型金属超表面(2)相互作用，形成强烈谐振。由于该金属结构相对于入射波偏振方向不对称，具有手性，出射波的偏振态会发生变化，通过旋光光谱和椭偏光谱对偏振信息进行表征。在传感器表面添加待测样品，当各向同性待测样品的折射率改变时，谐振谷会发生不低于30GHz/RIU的频移；当待测样品为手性旋光材料时，传感检测的最大旋光度超过80°/μm，相比未使用该超表面偏振传感器，旋光角放大700倍以上；传感检测的最大椭偏度大于35°/μm，相比未使用超表面传感器，椭偏角放大10000倍以上。
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