一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置

本发明涉及光纤耦合太赫兹，具体为一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置。

背景技术：

1、在电磁波谱中，微波和红外之间的波段被称为太赫兹(thz)，太赫兹(thz)技术在光谱学、成像、传感和通信多个领域中发挥着越来越重要的作用，为了推动这些thz应用的发展，对于更紧凑的、更小型化的太赫兹辐射源有迫切的需求，过去四十年间，研究人员对于太赫兹波的产生方法已经进行了广泛的研究，如共振增强的光电导天线、自旋电子薄膜、基于非线性有机晶体、拓扑材料技术，最近，非线性超表面的出现更是提供了一种有前景的解决方案，通过控制电磁波的线性和非线性响应，作为线性超表面的非线性扩展，这些超表面可以调控基本波(fws)的振幅、相位、偏振和波前，非线性超表面为增强非线性光物质相互作用提供了前所未有的功能，例如谐波生成以及通过差频生成产生太赫兹辐射，并且通过精心设计的超原子对称性和几何形状，非线性超表面能够引导生成的非线性波的方向，零介电常数(enz)薄膜，因其在enz界面处正常位移场的连续性导致极大的场增强，成为增强非线性效应的有前景的替代选择，将超表面与enz薄膜结合，可以利用共振元在目标频率的强近场分布进一步增强非线性，因此，非线性超表面为生成和操控太赫兹波提供了一个多功能平台。

2、当代太赫兹科学技术领域的进一步发展势必需要向小型化、紧凑的、高度集成的太赫兹技术迈进，然而更关键的是当前对于光纤耦合平台的太赫兹辐射源的研究是少之又少的，因此探究如何将传统光学平台的太赫兹技术应用在光纤集成平台是迫切并至关重要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，解决了上述背景技术中所提到的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，包括超表面，所述超表面由ito薄膜和等离子体分裂环谐振器阵列相结合。

3、优选的，所述等离子体分裂环谐振器被制造在ito薄膜上，所述等离子体分裂环谐振器等离子体共振模式与ito薄膜的enz模式在空间上重叠并且光谱匹配。

4、优选的，所述等离子体分裂环谐振器阵列由单层45nm薄金等离子体分裂环谐振器组成。

5、优选的，ito薄膜采用具有高非线性响应的ito材料制成，其在特定频率下呈现epsilon-near-zero(enz)特性，即介电常数接近零。

6、优选的，所述等离子体分裂环谐振器精确制造在超薄ito薄膜上，形成周期性排列的等离子体分裂环谐振器。

7、有益效果

8、本发明提供了一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置。与现有技术相比具备以下有益效果：该基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，通过能够将太赫兹应用拓展到光纤集成平台，利用fib技术直接在光纤端面制备enz-srr混合超表面，该技术在光纤端面、金属、半导体、多层膜结构等固体样品上制备微纳结构，具备精确控制微结构的能力，其高分辨扫描电镜功能可对离子束加工试样进行实时观测，具备高度集成、低成本、可批量制备产业化的鲜明优势，利用ito薄膜的enz模式和srr的磁偶极子共振增强可以实现thz波的高效生成，在光纤端面集成的非线性超表面的设计将超表面与enz薄膜结合，可以利用共振元在目标频率的强近场分布进一步增强非线性，同时该超表面的设计可以通过旋转srr的几何形状与对称分布改变相对偏振来控制太赫兹发射的幅度和相位，这使其还具备同时操控太赫兹波的偏振和波前的能力，具备高度可拓展性，可以通过改变enz薄膜的厚度和超表面的几何形状以及对称分布等设计满足不同的应用需求。

1.一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，包括超表面，其特征在于：所述超表面由ito薄膜(1)和等离子体分裂环谐振器(2)阵列相结合。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，其特征在于：所述等离子体分裂环谐振器(2)被制造在ito薄膜(1)上，所述等离子体分裂环谐振器(2)等离子体共振模式与ito薄膜(1)的enz模式在空间上重叠并且光谱匹配。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，其特征在于：所述等离子体分裂环谐振器(2)阵列由单层45nm薄金等离子体分裂环谐振器(2)组成。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，其特征在于：所述ito薄膜(1)采用具有高非线性响应的ito材料制成，其在特定频率下呈现epsilon-near-zero(enz)特性，即介电常数接近零。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤端面集成的太赫兹波产生装置，其特征在于：所述等离子体分裂环谐振器(2)精确制造在超薄ito薄膜(1)上，形成周期性排列的等离子体分裂环谐振器(2)。