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公开(公告)号：CN110488410B
公开(公告)日：2024-07-16
申请号：CN201910848197.7
申请日：2019-09-09
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/02
Abstract: 本发明提供了一种通过微结构纤芯的等差分层设计，构建的太赫兹超高双折射光子晶体光纤。本发明采用以聚合物材料为基底的折射率引导型光子晶体光纤，光纤包层由三角晶格排列的圆形空气孔组成，纤芯微结构由三角晶格排列的椭圆空气孔组成，椭圆空气孔的尺寸采用等差分层设计，椭圆短轴长度随层数增加而增大。采用本发明所述方法设计的太赫兹光纤，模式双折射能够显著提高。在入射光频率为0.9THz时，光纤的模式双折射最大，达到4.07×10‑2。相比于晶格结构完全相同，纤芯微结构尺寸一致的光子晶体光纤，当入射光频率为0.5‑1.5THz时，光纤的模式双折射约提高3倍。对于通信、传感、测量等领域偏振器件的应用，本发明能够起到优化设计，显著提高器件性能的作用。
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公开(公告)号：CN112285029B
公开(公告)日：2022-11-15
申请号：CN202011151828.9
申请日：2020-10-26
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种面向液态手性样品的太赫兹微结构偏振传感系统及其检测方法。采用反射式系统实现了对液态样品的传感检测，显著提高了信号强度和系统信噪比。在反射系统前后分别放置偏振片，通过旋转偏振片方向可以探测得到出射波信号的完整偏振态，构成反射式时域偏振光谱(RTDPS)系统，在提高探测灵敏度的同时，实现了对样品的偏振态和手性信息检测。利用单层螺旋型微结构作为传感器，在电磁波斜入射条件下，微结构的局域共振和人工手性响应可以极大地增强天然手性样品的光学响应。以氨基酸样品为例，系统的浓度检测精度在10‑5g/mL量级，并且通过偏振谱在特征频率位置处的显著差异，可以鉴别氨基酸的D型和L型手性对映体。
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公开(公告)号：CN114911084A
公开(公告)日：2022-08-16
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：CN111158081A
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010016544.2
申请日：2020-01-08
Applicant: 南开大学
IPC: G02B6/02
Abstract: 本发明提供了一种基于等差分层微结构多孔光纤的太赫兹低损耗波导。基底材料采用环烯烃类聚合物TOPAS，光纤横截面由三角晶格排列、半径满足差分层条件的亚波长圆形空气孔阵列组成。研究表明，当工作频率大于1.15THz时，归一化吸收损耗低于多孔度相等的均匀微结构多孔光纤，同时基模在空气包层中的能量分数降低了近70％，从而能够有效降低外界环境的干扰。本发明所述光纤能够显著改善均匀微结构多孔光纤在高频模场劣化、传输带宽有限、易受环境干扰等方面的不足。对于太赫兹波段宽带、低损耗波导和功能器件的应用具有重要意义。
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公开(公告)号：CN110836862A
公开(公告)日：2020-02-25
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110515254A
公开(公告)日：2019-11-29
申请号：CN201910821827.1
申请日：2019-09-02
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种非互易磁光太赫兹波束扫描器及其工作方法。本发明所述器件是一种金属-磁光半导体超光栅结构，由周期性排列的三组不同的锑化铟/金属/空气波导单元组成，其空间相位呈现梯度排布，从而调控各衍射级次的能量分布，实现出射光束的大角度偏折。由于锑化铟/金属/空气波导单元的非互易性，在不同方向和大小的外磁场作用下，可以有效控制出射光的偏转角度。相比于传统的机械式波束扫描器件，该设计基于场效应调控，响应速度快；相比于全光调制器件，该器件尺寸不受远场光束约束；同时，这种光栅式波束扫描器件调控效率高，插入损耗小。因此，该器件可用于太赫兹定向发射和波束扫描等器件中。
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公开(公告)号：CN105974503B
公开(公告)日：2018-05-11
申请号：CN201610415842.2
申请日：2016-06-15
Applicant: 南开大学
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：CN103457669B
公开(公告)日：2016-03-23
申请号：CN201310403216.8
申请日：2013-09-05
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种肖特基栅阵型太赫兹调制器装置及其调控方法。本发明采用周期性栅型金属-半导体表面等离子体波导结构，利用金属-半导体界面形成的肖特基接触以及太赫兹表面等离子体激元位置与肖特基接触重合的特点，通过引入正、负电极并施加电压，实现了器件的太赫兹调制功能。该器件将光学微结构波导与半导体电子器件有机地结合起来，使其能与其他电子学元件和系统很好地集成，又能完成太赫兹波传输和谐振的光学功能。该器件工作在2.2～3.2THz，工作频率可随工作电压调谐，最大调制深度16dB，最高调制速率22MHz，是一种小型化、可集成的片上电控高速太赫兹调制器件，满足太赫兹宽带无线通信的应用要求。
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公开(公告)号：CN105044812A
公开(公告)日：2015-11-11
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介质光栅太赫兹隔离器。本发明采用双层非对称亚波长介质光栅的结构，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：CN104793427A
公开(公告)日：2015-07-22
申请号：CN201510246286.6
申请日：2015-05-13
Applicant: 南开大学
CPC classification number: G02F1/39 , G02B6/1225 , H01S1/02
Abstract: 本发明公开了一种石墨烯光子晶体太赫兹放大器装置及其调控方法。本发明利用在特定温度和偏压下石墨烯的电导率在太赫兹波段为负值的特点，将石墨烯作为太赫兹波增益介质，采用周期性的“石墨烯-单晶硅层”一维光子晶体结构实现太赫兹放大器的功能。器件通过在周期性排列的石墨烯上交替引入正、负电极，来施加不同偏压，实现了太赫兹波放大和工作频率的主动调控。该器件将一维光子晶体结构与石墨烯的太赫兹增益特性结合起来，通过多个石墨烯的级联以及一维光子晶体结构的光子带隙、慢光增强、F-P效应和模式竞争效应，有效地提高了在单一传输模式上太赫兹波的增益放大系数和Q值，实现了高增益、高Q值的单频太赫兹波输出。该器件工作在1-2THz，工作频率可随工作电压调谐，最大输出增益超过30dB，Q值超过50，是一种大幅面高性能太赫兹放大器。
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