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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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公开(公告)号：CN110515254B
公开(公告)日：2020-09-29
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金属/磁光半导体/空气波导结构组成，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。由于金属/磁光半导体/空气波导结构的非互易性，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波的定向发射和波束扫描。
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公开(公告)号：CN107340611B
公开(公告)日：2019-09-10
申请号：CN201710531673.3
申请日：2017-06-29
Applicant: 南开大学
IPC: G02F1/01
Abstract: 本发明公开了一种激光热处理硅基PVA薄膜光控太赫兹波调制器，通过将PVA薄膜旋涂在高阻硅基底上，利用强连续激光对其进行表面热处理后，器件可在不同调制激光功率的控制下实现对太赫兹波强度的灵敏调制，调制深度随着调制光功率的提高而增大，当调制光功率密度超过2W/cm2时，调制深度达到99％以上，激光热处理时间越长，在相同调制光功率条件下达到的调制深度越高，处理时间达到120s以上时，调制深度达到饱和，本发明的工作频段为0.1‑1.6THz。
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公开(公告)号：CN110058431A
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201910332403.9
申请日：2019-04-24
Applicant: 南开大学
Abstract: 本发明公开了一种太赫兹超表面磁光克尔偏振转换器。通过在YIG铁氧体的两侧贴附金属反射背板和方框形金属超表面结构，构成法珀微腔结构，使入射的太赫兹波在腔内产生共振，大幅增强了YIG铁氧体(1)的磁光克尔效应，与没有金属超表面的结构相比，增大了太赫兹波的旋光角度和偏振转换率。该器件将原线偏光的偏振态旋转一定角度，当磁化强度达到4000Gs时，实现正交线偏振转换的功能，表现出明显的高Q值、高透过率的频率谱，最高透过率与偏振转换率＞80％、Q值＞70。
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公开(公告)号：CN103457669A
公开(公告)日：2013-12-18
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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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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