專利名稱：分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分束器，尤其涉及一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器。
背景技術(shù)：
太赫茲波是指頻率在O. ITHz IOTHz (波長在30 μ nT3mm)之間的電磁波，在電磁波譜上位于微波和紅外線之間。在20世紀(jì)80年代中期以前，由于缺乏有效的產(chǎn)生方法和檢測手段，科學(xué)家對該波段電磁輻射性質(zhì)的了解非常有限，是電磁波譜中唯一沒有獲得較全面研究并很好地加以利用的一個波譜區(qū)間，是人類目前尚未完全開發(fā)的電磁波譜“空隙”區(qū)。太赫茲波處于電子學(xué)向光子學(xué)過渡的領(lǐng)域，集成了微波通信與光通信的優(yōu)點首先太赫茲波通信能夠獲得比微波通信大得多的帶寬，能有效解決日益嚴(yán)峻的頻帶資源短缺的問題。國際上關(guān)于太赫茲波的研究機構(gòu)大量涌現(xiàn)，并取得了很多研究成果，太赫茲技術(shù)仍將是未來很長一段時間世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點。體積小、低成本的太赫茲波器件是太赫茲波技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。近年來國內(nèi)外對于太赫茲波功能器件的研究雖然已經(jīng)逐漸展開，但是太赫茲波功能器件作為太赫茲波科學(xué)技術(shù)應(yīng)用中的重點和難點，相比太赫茲波產(chǎn)生和檢測裝置及太赫茲波傳輸波導(dǎo)的快速發(fā)展，仍然需要投入大量的人力和物力進(jìn)行深入的探索和研究。太赫茲波偏振分束器是一種非常重要的太赫茲波器件，用于操控、控制太赫茲波系統(tǒng)中的太赫茲波。太赫茲波偏振分束器研究對促進(jìn)太赫茲波功能器件的研究具有不可或缺的重要意義。然而目前，太赫茲波段的偏振分束器件還十分有限，國內(nèi)外很多科研機構(gòu)都致力于這方面的研究并取得了一定的進(jìn)展，但是相關(guān)報道還很少?，F(xiàn)有的太赫茲波偏振分束器往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、難以制作并且價格昂貴，因此有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、分束效率高的太赫茲偏振分束器以滿足未來太赫茲波技術(shù)應(yīng)用需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器包括太赫茲波輸入端、第一輸出端口、第二輸出端口、平板偏振器；平板偏振器為上下對稱結(jié)構(gòu)，平板偏振器的上部從上到下設(shè)有第一孔狀鏤空陣列、第二孔狀鏤空陣列，平板偏振器的中間右側(cè)設(shè)有第四孔狀鏤空陣列，平板偏振器的中間左側(cè)從上到下設(shè)有第三孔狀鏤空陣列、第七孔狀鏤空陣列，平板偏振器的下部從下到上設(shè)有第五孔狀鏤空陣列、第六孔狀鏤空陣列，第一孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列均由4XN個大孔狀鏤空組成，第二孔狀鏤空陣列和第六孔狀鏤空陣列均由IXN個大孔狀鏤空組成，第三孔狀鏤空陣列和第七孔狀鏤空陣列均由2XN個小孔狀鏤空組成，第四孔狀鏤空陣列由5XN個大孔狀鏤空組成，N為自然數(shù)，第一孔狀鏤空陣列、第三孔狀鏤空陣列、第四孔狀鏤空陣列、第七孔狀鏤空陣列、第五孔狀鏤空陣列的相鄰兩行均錯開排列，第一孔狀鏤空陣列的最后一行與第二孔狀鏤空陣列錯開排列，第六孔狀鏤空陣列與第五孔狀鏤空陣列的第一行錯開排列，第三孔狀鏤空陣列與第七孔狀鏤空陣列之間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端，第一孔狀鏤空陣列與第四孔狀鏤空陣列之間右側(cè)設(shè)有第一輸出端口，第四孔狀鏤空陣列與第五孔狀鏤空陣列之間右側(cè)設(shè)有第二輸出端口。所述的相鄰大孔狀鏤空間距和相鄰小孔狀鏤空間距均為28(Γ300 μ m。所述的大孔狀鏤空半徑為9(Γ100 μ m,小孔狀鏤空半徑為3(Γ40 μ m。所述的平板偏振器上的全部孔狀鏤空陣列錯開排列的距離均為14(Γ 50μπι。所述的平板偏振器的材料為高阻硅。本發(fā)明的分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，分束率高，尺寸小，體積小，便于制作等優(yōu)點，滿足在太赫茲波成像、醫(yī)學(xué)診斷、太赫茲波通信等領(lǐng)域應(yīng)用的要求。


圖I是分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的三維結(jié)構(gòu)示意 圖2是分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的二維結(jié)構(gòu)示意 圖3是分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第一輸出端口輸出的TM、TE波的傳輸曲線；
圖4是分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第二輸出端口輸出的TE、TM波的傳輸曲線。
具體實施例方式如圖f 2所示，分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器包括太赫茲波輸入端I、第一輸出端口 2、第二輸出端口 3、平板偏振器4 ;平板偏振器4為上下對稱結(jié)構(gòu)，平板偏振器4的上部從上到下設(shè)有第一孔狀鏤空陣列5、第二孔狀鏤空陣列6，平板偏振器4的中間右側(cè)設(shè)有第四孔狀鏤空陣列8，平板偏振器4的中間左側(cè)從上到下設(shè)有第三孔狀鏤空陣列7、第七孔狀鏤空陣列11，平板偏振器4的下部從下到上設(shè)有第五孔狀鏤空陣列13、第六孔狀鏤空陣列12，第一孔狀鏤空陣列5和第五孔狀鏤空陣列13均由4XN個大孔狀鏤空9組成，第二孔狀鏤空陣列6和第六孔狀鏤空陣列12均由I XN個大孔狀鏤空9組成，第三孔狀鏤空陣列7和第七孔狀鏤空陣列11均由2XN個小孔狀鏤空10組成，第四孔狀鏤空陣列8由5XN個大孔狀鏤空9組成，N為自然數(shù)，第一孔狀鏤空陣列5、第三孔狀鏤空陣列7、第四孔狀鏤空陣列8、第七孔狀鏤空陣列11、第五孔狀鏤空陣列13的相鄰兩行均錯開排列，第一孔狀鏤空陣列5的最后一行與第二孔狀鏤空陣列6錯開排列，第六孔狀鏤空陣列12與第五孔狀鏤空陣列13的第一行錯開排列，第三孔狀鏤空陣列7與第七孔狀鏤空陣列11之間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端1，第一孔狀鏤空陣列5與第四孔狀鏤空陣列8之間右側(cè)設(shè)有第一輸出端口 2，第四孔狀鏤空陣列8與第五孔狀鏤空陣列13之間右側(cè)設(shè)有第二輸出端口 3。所述的相鄰大孔狀鏤空9間距和相鄰小孔狀鏤空10間距均為28(Γ300 μ m。所述的大孔狀鏤空9半徑為90 100 μ m,小孔狀鏤空10半徑為30 40 μ m。所述的平板偏振器4上的全部孔狀鏤空陣列錯開排列的距離均為14(Γ 50μπι。所述的平板偏振器4的材料為高阻硅。實施例I
分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的第一孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列均由4X32個大孔狀鏤空組成，第二孔狀鏤空陣列和第六孔狀鏤空陣列均由1X11個大孔狀鏤空組成，第三孔狀鏤空陣列和第七孔狀鏤空陣列均由2X16個小孔狀鏤空組成，第四孔狀鏤空陣列由5X16個大孔狀鏤空組成。相鄰大孔狀鏤空間距和相鄰小孔狀鏤空間距均為300 μ m。大孔狀鏤空半徑為100 μ m，小孔狀鏤空半徑為40 μ m。平板偏振器上的全部孔狀鏤空陣列的相鄰兩行均錯開排列，錯開的距離均為150 μ m。平板偏振器的材料為高阻硅， 折射率為3. 42。分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第一輸出端口輸出的TM波、TE波的傳輸曲線如圖3所示，在O. 2^0. 9THz頻段范圍內(nèi)，TM波的最大傳輸率為O. 98，TE波的最小傳輸率為O. 01。分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第二輸出端口輸出的TE波、TM波的傳輸曲線如圖4所示，在O. 2 O. 9THz頻段范圍內(nèi)，TE波最大傳輸率為O. 97，TM波最小傳輸率為O. 01。這說明本發(fā)明所設(shè)計的分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器具有較高的分束效率。
權(quán)利要求
1.一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器,其特征在于包括太赫茲波輸入端(I)、第一輸出端口(2)、第二輸出端口(3)、平板偏振器(4);平板偏振器(4)為上下對稱結(jié)構(gòu)，平板偏振器(4)的上部從上到下設(shè)有第一孔狀鏤空陣列(5)、第二孔狀鏤空陣列(6)，平板偏振器(4)的中間右側(cè)設(shè)有第四孔狀鏤空陣列(8)，平板偏振器(4)的中間左側(cè)從上到下設(shè)有第三孔狀鏤空陣列(7)、第七孔狀鏤空陣列(11)，平板偏振器(4)的下部從下到上設(shè)有第五孔狀鏤空陣列(13)、第六孔狀鏤空陣列(12)，第一孔狀鏤空陣列(5)和第五孔狀鏤空陣列(13)均由4XN個大孔狀鏤空(9)組成，第二孔狀鏤空陣列(6)和第六孔狀鏤空陣列(12)均由IXN個大孔狀鏤空(9)組成，第三孔狀鏤空陣列(7)和第七孔狀鏤空陣列(11)均由2XN個小孔狀鏤空(10)組成，第四孔狀鏤空陣列(8)由5XN個大孔狀鏤空(9)組成，N為自然數(shù)，第一孔狀鏤空陣列(5)、第三孔狀鏤空陣列(7)、第四孔狀鏤空陣列(8)、第七孔狀鏤空陣列(11)、第五孔狀鏤空陣列(13)的相鄰兩行均錯開排列，第一孔狀鏤空陣列(5)的最后一行與第二孔狀鏤空陣列(6)錯開排列，第六孔狀鏤空陣列(12)與第五孔狀鏤空陣列(13)的第一行錯開排列，第三孔狀鏤空陣列(7)與第七孔狀鏤空陣列(11)之間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端(1)，第一孔狀鏤空陣列(5)與第四孔狀鏤空陣列(8)之間右側(cè)設(shè)有第一輸出端口(2)，第四孔狀鏤空陣列(8)與第五孔狀鏤空陣列(13)之間右側(cè)設(shè)有第二輸出端口(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的相鄰大孔狀鏤空(9)間距和相鄰小孔狀鏤空(10)間距均為28(Γ300μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的大孔狀鏤空(9)半徑為9(Γ100 μ m,小孔狀鏤空(10)半徑為30 40 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的平板偏振器(4)上的全部孔狀鏤空陣列錯開排列的距離均為14(Γ 50μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的平板偏振器(4)的材料為高阻硅。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分支結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器。它包括太赫茲波輸入端、第一輸出端口、第二輸出端口、平板偏振器；平板偏振器的的上部從上到下設(shè)有第一孔狀鏤空陣列、第二孔狀鏤空陣列，平板偏振器的中間右側(cè)設(shè)有第四孔狀鏤空陣列，平板偏振器的中間左側(cè)從上到下設(shè)有第三孔狀鏤空陣列、第七孔狀鏤空陣列，平板偏振器的下部從下到上設(shè)有第五孔狀鏤空陣列、第六孔狀鏤空陣列，第三孔狀鏤空陣列與第七孔狀鏤空陣列之間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端，第一孔狀鏤空陣列與第四孔狀鏤空陣列之間右側(cè)設(shè)有第一輸出端口，第四孔狀鏤空陣列與第五孔狀鏤空陣列之間右側(cè)設(shè)有第二輸出端口。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，分束率高，尺寸小，體積小，便于制作等優(yōu)點。
文檔編號G02B6/27GK102879862SQ201210379009
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者李九生 申請人:中國計量學(xué)院