Перестраиваемый режекторный фильтр ТГц диапазона на основе жидких кристаллов
РЕЖЕКЦИЯ КОЭФФИЦИЕНТ ОТРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕСТРОЙКА ТЕРАГЕРЦОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЖИДКИЕ КРИСТАЛЛЫ МЕТАПОВЕРХНОСТЬ МЕТАСТРУКТУРА МОДУЛЯЦИЯ ЧАСТОТНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ
Перестраиваемый режекторный фильтр представляет собой многослойную планарную структуру, ключевыми элементами которой являются метаструктура специального дизайна и интегрированный в неё тонкий слой ЖК. Метаструктура состоит из нескольких структурированных металлических слоёв (метаповерхностей) и имеет узкополосный ТГц резонанс отражения. Центральная частота и ширина полосы режекции резонанса определяются геометрией субволновых ячеек метаповерхностей и оптимизируются под конкретный поддиапазон ТГц частот в зависимости от области применения фильтра. При этом метаповерхности также выполняют функции электродов для электрического управления диэлектрической проницаемостью ЖК слоя для достижения функции перестройки полосы режекции фильтра. Важной особенностью применяемого решения является малость толщины слоя ЖК по сравнению с характерной рабочей длиной волны ТГц излучения, что позволяет значительно повысить быстродействие перестройки и глубину модуляции коэффициента отражения в сравнении с классическими решениями без использования метаструктуры. Предложенное решение характеризуется малым энергопотреблением, компактностью и невысокой себестоимостью производства.
Перестраиваемый режекторный фильтр позволяет:
а) заменить набор из нескольких неперестраиваемых фильтров, перекрывающих заданный спектральный интервал, на один перестраиваемый фильтр, который покрывает тот же интервал;
б) реализовать модуляцию ТГц сигнала за счет динамической электрической перестройки амплитудно-частотной характеристики фильтра.
Направления использования перестраиваемого режекторного фильтра.
1) Научное приборостроение:
- для спектральной фильтрации излучения широкополосных источников ТГц излучения (синхротронов, плазменных систем, TDS и др.);
- для подавления нежелательных спектральных гармоник монохроматических ТГц излучателей (диодные источники, газовые лазеры, квантово-каскадные лазеры, лазеры на свободных электронах и др).
2) Визуализация объектов в ТГц области частот:
для использования в технологии single-pixel imaging / compressed sensing, которая предполагает быструю перестройку пикселей ЖК-модулятора для генерации 2D-паттернов пространственного распределения интенсивности ТГц пучка. Такие визуализаторы представляют большой интерес для систем неразрушающего контроля материалов на технологических производственных линиях, а также в досмотровых ТГц сканерах систем безопасности.  
3) Системы ТГц связи:
для переключения между каналами связи (подавление одного канала на фоне других) в квазиоптических линиях  передачи данных нового поколения (6G, 7G, 8G).
4) Газовый анализ:
для обнаружения спектроскопическими методами присутствия в атмосфере опасных газов. Метод предполагает использование относительно широкополосного излучателя и широкополосного детектора. Узкополосный фильтр, устанавливаемый перед детектором, обеспечивает выделение заданной линии анализируемого газа, в то время как перестройка фильтра позволяет оперативно «переключаться» с одной линии на другую.
Сергей
Кузнецов
Александрович
Старший научный сотрудник
Отсутствует
Отсутствует
A-6723-2014
56426776500
36452
0000-0002-1627-8125
РОССИЯ
Михаил
Федорук
Петрович
ректор
РОССИЯ
47.09.45
Жидкие кристаллы
29.35.33
Миллиметровые и субмиллиметровые волны
01.03.SY
OPTICS
01.03.UB
PHYSICS, APPLIED
02.02.IQ
ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC
Сергей
Кузнецов
Александрович
100 %
РОССИЯ
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
1187746579690
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные казенные учреждения
Новосибирский государственный университет; НГУ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"
1025403658565
Организация
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральные государственные бюджетные учреждения