सिमुलेशन, और THz Metamaterial अवशोषक निर्माण की विशेषता

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Summary

इस प्रोटोकॉल सिमुलेशन, और THz metamaterial अवशोषक के निर्माण के लक्षण वर्णन रूपरेखा. ऐसे अवशोषक, जब एक उपयुक्त सेंसर के साथ मिलकर, THz इमेजिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी में आवेदन किया है.

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Grant, J. P., McCrindle, I. J. H., Cumming, D. R. S. Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers. J. Vis. Exp. (70), e50114, doi:10.3791/50114 (2012).

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Abstract

Metamaterials (एम एम), कृत्रिम सामग्री, गुण है कि प्रकृति में नहीं पाया जा सकता है इंजीनियर को व्यापक रूप से किया गया है उनके अद्वितीय गुण के पहले एक सैद्धांतिक और प्रायोगिक दो प्रदर्शन के बाद पता लगाया. एमएमएस एक उच्च चलाया विद्युत प्रतिक्रिया प्रदान कर सकते हैं, और हर तकनीकी प्रासंगिक ऑप्टिकल 3 सहित वर्णक्रमीय 4 IR, मध्य आईआर 5, THz 6, 7 मिमी लहर, 8 माइक्रोवेव और रेडियो 9 बैंड के पास सीमा में प्रदर्शित किया गया. आवेदन परिपूर्ण 10 लेंस, 11 सेंसर, 12 दूरसंचार, अदर्शन कपड़े 13 और 14,15 फिल्टर शामिल हैं. हमने हाल ही में एक बैंड 16, 17 दोहरी बैंड और ब्रॉडबैंड 18 THz metamaterial अवशोषक से अधिक प्रतिध्वनि चरम पर 80% अवशोषण के सक्षम उपकरणों को विकसित किया है. एक एम.एम. अवशोषक की अवधारणा especiall हैy THz आवृत्तियों जहां यह मुश्किल है मजबूत आवृत्ति चयनात्मक THz अवशोषक 19 खोजने के महत्वपूर्ण है. हमारे एम.एम. अवशोषक में THz विकिरण λ/20 ~ की मोटाई में लीन है, पारंपरिक तिमाही तरंगदैर्ध्य अवशोषक की मोटाई सीमा पर काबू पाने. एम.एम. अवशोषक खुद को स्वाभाविक रूप से थर्मल सेंसर जैसे THz आवेदनों का पता लगाने, के लिए उधार दे, और अगर उपयुक्त THz स्रोतों के साथ एकीकृत (जैसे QCLs), कॉम्पैक्ट, बेहद संवेदनशील, कम लागत, वास्तविक समय THz इमेजिंग सिस्टम के लिए नेतृत्व कर सकते हैं.

Introduction

इस प्रोटोकॉल सिमुलेशन, और एक बैंड और ब्रॉडबैंड THz एम.एम. अवशोषक के निर्माण के लक्षण वर्णन का वर्णन करता है. डिवाइस, चित्रा 1 में दिखाया गया है, एक धातु के पार और एक धातु जमीन विमान के शीर्ष पर एक ढांकता हुआ परत के होते हैं. संरचना पार के आकार का एक बिजली गुंजयमान यंत्र अंगूठी (गलती) 20,21 और वर्दी बिजली क्षेत्रों के लिए दृढ़ता से जोड़े, लेकिन negligibly एक चुंबकीय क्षेत्र का एक उदाहरण है. बाँधना एक जमीन विमान के साथ गलती से, घटना THz लहर के चुंबकीय घटक ERR के वर्गों है कि ई क्षेत्र की दिशा के समानांतर में एक मौजूदा लाती है. बिजली और चुंबकीय प्रतिक्रिया फिर स्वतंत्र रूप से tuned किया जा सकता है और संरचना के प्रतिबाधा अं की ज्यामिति और दो धातु तत्वों के बीच की दूरी को अलग से मुक्त अंतरिक्ष के लिए मिलान. के रूप में चित्रा 1 (घ), एक ध्रुवीकरण असंवेदनशील अवशोषण प्रतिक्रिया में परिणाम संरचना की समरूपता में दिखाया गया है.

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Protocol

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Representative Results

चित्रा 5 (क) से पता चलता है एक 3.1 मोटी सुक्ष्ममापी के साथ एक एम.एम. अवशोषक के लिए प्रयोगात्मक प्राप्त और नकली अवशोषण स्पेक्ट्रा ढांकता हुआ स्पेसर polyimide. इस एम.एम. संरचना एक 27 सुक्ष्ममापी और आयाम कश्मीर = 26 सुक्ष्ममापी, एल = 20 सुक्ष्ममापी, एम = 10 सुक्ष्ममापी और एन = 5 सुक्ष्ममापी दोहराने अवधि है. प्रायोगिक माप भी नमूने पर प्रदर्शन किया गया साथ कोई परत अं पुष्टि करने के लिए कि अवशोषण एम.एम. संरचना का एक परिणाम था और ढांकता हुआ नहीं. 7.5 सुक्ष्ममापी मोटी नमूना polyimide के साथ कोई अं संरचना ब्याज की आवृत्ति रेंज भर में 5% की एक अधिकतम अवशोषण है, चित्रा 5 (क), जिससे यह पुष्टि है कि अनुनाद आवृत्ति अवशोषण में एम.एम. संरचना का एक परिणाम है. प्रयोगात्मक डेटा 77% अवशोषण परिमाण के 2.12 THz पर एक गूंज शिखर से पता चलता है. इस परिणाम 2.12 THz में 81% की नकली अवशोषण अधिकतम के साथ समझौते में उत्कृष्ट चित्रा 5 (ख) के लिए प्रयोगात्मक डेटा से पता चलता है.उसी के साथ अलग 1-7.5 मीटर से लेकर thicknesses polyimide एम.एम. अवशोषक के लिए और एक का अवशोषक जहां ढांकता हुआ 2 Sio 3 सुक्ष्ममापी है के लिए ज्यामिति अं. के रूप में 1 सुक्ष्ममापी से 3.1 शिखर अवशोषण बढ़ सुक्ष्ममापी मोटाई बढ़ जाती polyimide, लेकिन polyimide 3.1 सुक्ष्ममापी से अधिक thicknesses शिखर अवशोषण के मूल्य में मामूली कमी है. एक विशिष्ट 0.25 THz की लाल पारी के रूप में 1 सुक्ष्ममापी से 7.5 सुक्ष्ममापी मोटाई बढ़ जाती polyimide करने के लिए मनाया जाता है. अवशोषक है कि polyimide के बजाय ढांकता हुआ के रूप में 2 Sio था भी अध्ययन किया गया. 1.90 THz में 65% की अधिकतम अवशोषण मूल्य 3 सुक्ष्ममापी मोटी SiO 2 ढांकता हुआ परत के साथ इस तरह के एक एम.एम. अवशोषक के लिए मापा गया था.

प्रभावी permittivity और पारगम्यता एस मापदंडों के 22 के उलटा के माध्यम से नकली डेटा से निकाला जा सकता है. एक 3.1 सुक्ष्ममापी साथ नकली एम.एम. अवशोषक के लिए पुनः प्राप्त मानकों मोटी polyimide स्पेसर Di रहे हैंचित्रा 5 (ग) में splayed के रूप में देखा जा सकता है ऑप्टिकल स्थिरांकों का असली भागों शून्य के करीब पार - शून्य प्रतिबिंब के लिए एक आवश्यक शर्त है, जबकि जब भी permittivity के असली हिस्सा सकारात्मक है पारगम्यता के असली हिस्सा नकारात्मक है. एक शून्य संचरण के लिए आवश्यक शर्त - इसके विपरीत. अधिकतम अवशोषण, ω 0 की आवृत्ति में, वहाँ उच्च अवशोषण जिसका अर्थ पारगम्यता के काल्पनिक घटक की एक चोटी है.

Lumerical FDTD भी एम.एम. के ढांचे के भीतर अवशोषण के स्थान की स्थापना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. ढांकता हुआ अरे, और जमीन विमान परतों के लिए नकली शक्ति अवशोषण वितरण 6 आंकड़े में दिखाया जाता है (एसी), जबकि एक xz विमान में y में बिजली वितरण के पार अनुभाग = 3 सुक्ष्ममापी 6 चित्रा (घ) में दिखाया गया है. इन भूखंडों से यह स्पष्ट है कि ऊर्जा के बहुमत परत अं और Ohmic हानि के रूप में व्यस्त हैके 1 500 एनएम में ढांकता हुआ नुकसान नीचे इस परत polyimide. अधिकतम अवशोषण हानि की क्षेत्रों आसन्न इकाई कोशिकाओं के बीच और पार के अंदरूनी किनारों के आसपास होते हैं.

प्राचल पी L1 L2 L3 h1 h2 h3
मूल्य (मिमी) 22 17 15.4 15 0.7 1.2 2.0

तालिका 1 अवशोषक बहु परत के ज्यामितीय मापदंडों.

Metamaterial अवशोषक स्वाभाविक नैरोबैंड उपकरणों रहे हैं, बैंडविड्थ आम तौर पर कोई मो जा रहा हैफिर केंद्र गुंजयमान आवृत्ति की तुलना में 20%. THz स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसे कई अनुप्रयोगों, सेंसर है कि ब्रॉडबैंड THz अवशोषण प्रदर्शित की आवश्यकता होती है. हम दो रणनीतियों को विकसित किया है जैसे ब्रॉडबैंड अवशोषण का एहसास. 1, 7 चित्रा में चित्रित (एसी) के लिए एक निरंतर जमीन विमान के शीर्ष पर धातु की बारी परतों errs और ढांकता हुआ परतों ढेर है. हम अलग परतों में लंबाई भिन्न (1 एल - एल 3) की डिजाइन पार के क्रम में कई गुंजयमान अवशोषण स्पेक्ट्रम में मिलकर एक साथ तैनात मोड का समर्थन. ट्यूनिंग ढांकता हुआ मोटाई (1 घंटे 3 घंटे) बहु परत संरचना प्रत्येक गुंजयमान आवृत्ति पर मुक्त अंतरिक्ष प्रतिबाधा मिलान और ब्रॉडबैंड अवशोषण प्राप्त कर सकते हैं. एक मानक इलेक्ट्रॉन बीम पंजीकरण की प्रक्रिया के लिए पंक्ति में एक दूसरे के ऊपर पर errs करने के लिए प्रयोग किया जाता है. हमारी दूसरी रणनीति शामिल चार एक चार "रंग" सुपर पिक्सेल में errs है, एक singl पर 7 (घ) चित्र,ई ढांकता हुआ परत यानी जमीन विमान / ढांकता हुआ / धातु errs. इस तरह के एक उपकरण अवशोषक बहु परत से बनाना बहुत आसान है.

प्रयोगात्मक प्राप्त अवशोषण स्पेक्ट्रम और तालिका 1 में कहा आयामों के साथ एक बहु परत मिमी अवशोषक, के लिए नकली डेटा, चित्रा 8 में दिखाया जाता है (एक). भी साजिश रची प्रयोगात्मक प्राप्त अवशोषण स्पेक्ट्रम के लिए एक एकल भुजा की लंबाई 17 मीटर और 2 सुक्ष्ममापी की ढांकता हुआ मोटाई के अं. एक परत संरचना 5.42 THz जहां EM विकिरण के 78% को अवशोषित कर लेता है पर एक भी गूंज शिखर है. इसके विपरीत, तीन परत डिवाइस, 4.32, 5.31 पर तीन अनुनादों और 66%, 77% और 80% क्रमशः के अवशोषण magnitudes साथ 5.71 THz है. इन तीन निकट स्थिति गुंजयमान चोटियों हम THz 4.08 से 5.94 THz, जहां अवशोषण 60% से अधिक करने के लिए एक व्यापक आवृत्ति बैंड, प्राप्त करने के लिए कारण. 3 परत संरचना के मध्य आवृत्ति लेकर 5.01 टीहर्ट्ज अवशोषण की पूरी चौड़ाई आधा अधिकतम (FWHM) केंद्रीय आवृत्ति का 48% है. यह एक परत संरचना (FWHM एक परत के 20%) के लगभग दो और एक आधा बार FWHM है. प्रयोगात्मक डेटा नकली स्पेक्ट्रम के साथ उचित समझौते में है.

वर्णक्रमीय विशेषताओं तीन अनुनादों xz विमान में नकली अवशोषण वितरण 9 चित्रा (एसी) में प्लॉट किए जाते हैं की उत्पत्ति को समझने के लिए. 4.84 THz में गूंज मुख्य रूप से नीचे की उत्तेजना के साथ जुड़ा हुआ है परत अं जबकि THz 5.16 और 5.70 THz में अनुनादों मुख्य रूप से मध्य और शीर्ष की उत्तेजना का एक परिणाम हैं परतों क्रमशः अं. इन वितरण स्पष्ट रूप से पता चलता है कि प्रत्येक ERR ब्रॉडबैंड अवशोषण करने के लिए योगदान देता है.

एक चार रंग सुपर पिक्सेल THz अवशोषक की एक SEM छवि 7 (घ) चित्र में दिखाया गया है चित्रा 8 से पता चलता है. (ख) नकली और अनुभव17 सुक्ष्ममापी, 15 सुक्ष्ममापी, 13 सुक्ष्ममापी और 11 सुक्ष्ममापी और 6 सुक्ष्ममापी के हाथ की चौड़ाई के हाथ की लंबाई के साथ एक सुपर पिक्सेल के लिए rimental अवशोषण स्पेक्ट्रा. पिक्सेल अवधि 44 सुक्ष्ममापी है, जबकि polyimide मोटाई 2 सुक्ष्ममापी है. चार अनुनादों दोनों सिमुलेशन और प्रयोगात्मक डेटा में मनाया जाता है. एक ऐसी संरचना सुपर पिक्सेल का नुकसान यह है कि, 8 चित्रा (ख) के रूप में दिखाया गया है, वहाँ कुछ ध्रुवीकरण निर्भरता है. दोनों polarizations के लिए सुपर - पिक्सेल अवशोषक 5.08 और 7.27 THz के बीच अधिक से अधिक 50% अवशोषण, 2.19 THz की एक सीमा है. ते ध्रुवीकरण के लिए FWHM 37% है, जबकि यह टीएम ध्रुवीकरण के लिए 41% है, एकल पिक्सेल की डबल FWHM का प्रतिनिधित्व है.

चित्रा 1
चित्रा 1 (क) के योजनाबद्ध एम.एम. अवशोषक की गलती और (ख) पार अनुभागपूरा एम.एम. अवशोषक की. वर्तमान कि ई क्षेत्र ((एक) में नीले तीर द्वारा चिह्नित दिशा समानांतर हैं ERR के वर्गों में प्रेरित किया है एक समानांतर विरोधी छवि वर्तमान प्रवाह imemdiately पार नीचे जमीन विमान के क्षेत्रों में, एक में जिसके परिणामस्वरूप गुंजयमान प्रतिक्रिया. (ग) इकाई सेल और सरणी के खंड (इनसेट) के SEM छवि (घ) नकली अवशोषण स्पेक्ट्रा अलग घटना ध्रुवीकरण कोण एम.एम. अवशोषक का ध्रुवीकरण असंवेदनशीलता दिखाने के लिए. 0-90 ° से प्रत्येक लगातार साजिश ऑफसेट है तालमेल अक्ष के एक प्रमुख इकाई द्वारा.

चित्रा 2
चित्रा 2 अनुकरण की 3 डी योजनाबद्ध सेट अप.

चित्रा 3
चित्रा 3 एकल बैंड एम.एम. अवशोषक के निर्माण. 1) एक 20 nm/100एनएम ढेर / तिवारी Au एक 15 मिमी पर 15 मिमी की सिलिकॉन अनुभाग द्वारा सुखाया जाता है. 2) PI2545 नमूना लेपित पर स्पिन, 140 पर पकाया है डिग्री सेल्सियस और फिर 220 पर ठीक डिग्री सेल्सियस 3) 15% 2010 और 4% २०४१ की एक परत द्वि लेपित और 180 पर पकाया स्पिन डिग्री सेल्सियस 4) एक 100 कीव इलेक्ट्रॉन बीम के लिए जोखिम के बाद नमूना MIBK और आइपीए की एक समाधान में विकसित की है. 2010 कारण इसकी कम आणविक भार PMMA, PMMA 2041 की तुलना में तेजी से विकसित करता है. वांछित की अधिकता प्रोफ़ाइल में इस परिणाम को सफल लिफ्ट बंद पाने के लिए आवश्यक है. 5) एक 20 एनएम nm/150 तिवारी Au फिल्म / नमूना पर सुखाया जाता है. 6) धातु के अवांछित क्षेत्रों गर्म एसीटोन की एक बीकर में डुबो नमूना द्वारा बंद उठा रहे हैं.

चित्रा 4
चित्रा 4 एक फूरियर रूपांतरण इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमीटर 27 योजनाबद्ध.


चित्रा 5 (क) एक साथ एक एम.एम. अवशोषक की प्रायोगिक और नकली डेटा 3.1 सुक्ष्ममापी की मोटाई polyimide. इसके अलावा साजिश रची एक 7.5 सुक्ष्ममापी की अवशोषण मोटी Polyimide फिल्म. (ख) ढांकता हुआ स्पेसर भिन्न मोटाई और प्रकार के साथ एमएमएस के लिए प्रायोगिक अवशोषण स्पेक्ट्रा. (ग) नकली 3.1 सुक्ष्ममापी से निकाले ऑप्टिकल मापदंडों मिमी मोटी अवशोषक polyimide. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .

चित्रा 6
चित्रा एक एम.एम. absorbe में 6 ऊर्जा अपव्ययएक 3.1 सुक्ष्ममापी साथ r संरचना मोटी 2.12 THz के एक आवृत्ति पर स्पेसर polyimide. (क) परत अं, (ख) Polyimide, (ग) जमीन और y (घ) xz विमान विमान = 3 सुक्ष्ममापी के केंद्र. में ऊर्जा का अपव्यय

7 चित्रा
चित्रा 7 (क) 3 मिमी परत अवशोषक और (ख) पूरा डिवाइस के पार अनुभाग की योजना को देखने. (ग) 9 बहु परत अवशोषक और (घ) एक 'सुपर' पिक्सेल ब्रॉडबैंड अवशोषक की SEM छवि की इकाई कोशिकाओं के SEM छवि. ते ध्रुवीकरण के लिए अभिविन्यास इनसेट में दिखाया गया है.

चित्रा 8
चित्रा 8 (क) अवशोषक बहु परत के प्रायोगिक और नकली डेटा (FDTD). इसके अलावा प्रयोग प्लॉट किए जाते हैएक एकल परत अवशोषक के लिए अल अवशोषण स्पेक्ट्रम. (ख) 'सुपर पिक्सेल' ब्रॉडबैंड अवशोषक के लिए अवशोषण स्पेक्ट्रा.

9 चित्रा
9 चित्रा (एसी) xz विमान में y में अवशोषण वितरण तीन गुंजयमान आवृत्तियों पर = 0 सुक्ष्ममापी. क्षैतिज सफेद लाइनें Au परतों निरूपित.

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Discussion

इस प्रोटोकॉल सिमुलेशन, और THz metamaterial अवशोषक के निर्माण के लक्षण वर्णन का वर्णन करता है. ऐसा नहीं है कि आवश्यक में उप तरंगदैर्ध्य संरचनाओं सही प्रेरित कर रहे हैं इससे पहले किसी भी प्रयास महंगा निर्माण प्रक्रिया के लिए प्रतिबद्ध है. Lumerical FDTD सिमुलेशन न केवल एम.एम. अवशोषण स्पेक्ट्रम पर जानकारी है, लेकिन यह भी अवशोषण के स्थान, आवश्यक ज्ञान एक transducer की नियुक्ति सहायता और अधिकतम प्रतिक्रिया प्राप्त प्रदान करते हैं. इसके अलावा Lumerical में अनुकूलन एल्गोरिथ्म तेजी से योग्यता के एक पूर्व निर्धारित आंकड़ा (जैसे स्थिति, आवृत्ति अवशोषण अधिकतम, न्यूनतम अवशोषण, बैंडविड्थ आदि) के लिए एक उपयुक्त अवशोषक संरचना की स्थापना करने के लिए लागू किया जा सकता है. , सिमुलेशन, और एक बैंड एम.एम. अवशोषक के निर्माण के लक्षण वर्णन किसी भी डिजाइन के रैपिड प्रोटोटाइप की अनुमति कम से कम 24 घंटे में पूरा किया जा सकता है. हमारी बहु परत ब्रॉडबैंड अवशोषक तीन अलग इलेक्ट्रॉन बीम लिखने (कदम दो पंजीकरण एस होते हैं) teps और कम से कम 4 दिनों में महसूस किया जा सकता है. हम भी अवशोषक जो SiO 2 और 3 N 4 सी के बीच क्षेत्रों और अं जमीन विमान इन्सुलेट गढ़े. इन परतों PECVD द्वारा जमा किए गए थे और 0.6 और 3 सुक्ष्ममापी के बीच मोटाई में लेकर. अवशोषण magnitudes उपकरणों के समान थे साथ ढांकता हुआ परतों लेकिन polyimide वहाँ एक ही मोटाई के अवशोषक के लिए एक आवृत्ति की स्थिति में लाल बदलाव था.

metamaterials के सौंदर्य अपने निहित scalability है - अवशोषक संरचनाओं अवरक्त और ऑप्टिकल आवृत्तियों 24 मिमी 23 क्षेत्र से प्रदर्शन के माध्यम से किया गया है. इन उपकरणों के मानक धातु अं / इन्सुलेटर / उपयुक्त सुविधा ERR आकार और इन्सुलेटर प्रकार और मोटाई के साथ धातु संरचना से मिलकर बनता है. हमारे डिजाइन में गुंजयमान आवृत्ति की स्थिति मुख्य रूप से अवधि, संरचना के पार भुजा की लंबाई और इन्सुलेटर प्रकार पर निर्भर करता है, जबकि absorption परिमाण इन्सुलेट परत की मोटाई द्वारा निर्धारित किया जाता है. हमारे कट आउट पार डिजाइन के गुंजयमान आवृत्ति की स्थिति अधिक परंपरागत पूरे पार डिजाइन (बाहर वर्गों कोई कटौती) की तुलना में नीले स्थानांतरित कर दिया है. इस पिक्सेल एक विशेष रूप से लक्षित गुंजयमान आवृत्ति (जैसे 2.52 THz) की अवधि के लिए कम करने के लिए अनुमति देता है और THz इमेजिंग अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है. हमारे डिवाइस का एक बड़ा फायदा यह है कि इसके विपरीत में अधिक जटिल और computationally गहन ERR geometries हमारे अं ज्यामिति सरल है समझने के लिए और उदार computationally. जबकि हम प्रभावी माध्यम के सिद्धांत का उपयोग करने के लिए हमारे metamaterial अवशोषक का वर्णन है, हाल ही में एक अलग हस्तक्षेप सिद्धांत पर केंद्रित विवरण 25 प्रस्ताव किया गया है.

THz विकिरण में अनुसंधान, 30 सुक्ष्ममापी और 3 मिमी के बीच तरंग दैर्ध्य के साथ, पिछले दशक में burgeoned है. यह ब्याज THz किरणों का अद्वितीय गुण द्वारा प्रेरित किया गया है, वे मटेरिया घुसना कर सकते हैंप्लास्टिक, कागज और मानव ऊतकों सहित कई कार्बनिक यौगिकों, के रूप में इस तरह के एक्स रे के रूप में इस तरह के विकिरण के साथ जुड़े खतरों या संभावित खतरों के बिना रास. इसके अलावा, THz उनके विस्फोटक, खतरनाक रसायनों, दवाओं और डीएनए सहित विशेषता स्पेक्ट्रा, के माध्यम से विशिष्ट सामग्री की पहचान के रूप में आणविक rotations और कंपन इस तरंगदैर्ध्य रेंज में होने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. तदनुसार THz इमेजिंग सुरक्षा, स्वास्थ्य, फार्मास्यूटिकल्स, मोटर वाहन, सामग्री विज्ञान और गैर विनाशकारी परीक्षण के रूप में इस तरह के क्षेत्रों में आवेदन मिल गया है.

लेकिन वहाँ कई अधूरी अवसर कम लागत, कॉम्पैक्ट, और आसानी से deployable उपकरणों की कमी के कारण हैं. वर्तमान THz इमेजिंग सिस्टम लागत> £ 250k, प्रकाशिकी के लिए दर्पण का उपयोग करें और यंत्रवत् एक एकल पिक्सेल रेखापुंज. मौजूदा वाणिज्यिक प्रणालियों की एक और सीमा समय यंत्रवत् rastered एकल पिक्सेल डिटेक्टर से एक छवि का उत्पादन करने के लिए लिया है, टी घंटे के लिए मिनट लेओ विस्तृत चित्र संकलन. IR फोकल हवाई जहाज़ arrays, जिसमें आमतौर पर 640x320 30 हर्ट्ज पर बाहर पढ़ने के लिए पिक्सल के सरणी आकार, THz इमेजिंग 26 अनुप्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया गया है लेकिन इन सेंसरों THz क्षेत्र में कम से कम 5% अवशोषण है और संवेदनशील पर्याप्त पहचान प्रदान करने के लिए नहीं है. हमारे एक बैंड या एक पी.एन. डायोड या प्रतिरोधक bolometer के रूप में एक थर्मल सेंसर, एक नाभीय विमान सरणी में, के साथ ब्रॉडबैंड THz metamaterial अवशोषक का एकीकरण एक अनुनाद आवृत्ति THz विकिरण के 80% को अवशोषित करने में सक्षम डिवाइस का एहसास होता है. इस तरह के एक उपकरण के एक बेहद संवेदनशील, आवृत्ति चयनात्मक, वास्तविक समय, कॉम्पैक्ट, कमरे के तापमान THz इमेजिंग सेंसर प्रदान करेगा.

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Disclosures

ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.

Acknowledgments

यह काम इंजीनियरिंग और शारीरिक विज्ञान अनुसंधान परिषद अनुदान EP/I017461/1 संख्या के द्वारा समर्थित है. हम भी जेम्स वाट Nanofabrication केन्द्र के तकनीकी स्टाफ द्वारा निभाई योगदान को स्वीकार करना चाहते हैं.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Lumerical FDTD Lumerical
Silicon wafer IDB technologies Single sided polished
Plassys 450 MEB evaporator Plassys Bestek
VM651 Primer Dupont
PI2545 Dupont
Methyl Isobutyl Ketone Sigma-Aldrich
Isopropanol Sigma-Aldrich
Plasmaprep5 barrel Asher Gala Instrumente
VB6 UHR EWF electron beam writer Vistec
Tanner L-Edit Tanner Inc.
Layout Beamer GenISys Inc.
Polymethyl methacrylate (PMMA) Sigma-Aldrich 293261 Sigma-Aldrich
IFV 66v/s FTIR Bruker
Pike 30spec reflection unit Pike Technologies
Hg arc lamp Bruker
Au mirror Thor Labs PF05-03-M01
Leica INM20 Optical Microscope Leica microsystems
6 mm Mylar Beamsplitter Bruker

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References

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