本發(fā)明涉及太赫茲波分路器，尤其涉及一種多頻點太赫茲波分路器。

背景技術：

近年來，在電磁波譜上介于發(fā)展已相當成熟的毫米波和紅外光之間的太赫茲波無疑是一個嶄新的研究領域。太赫茲波頻率0.1～10THz，波長為30μm～3mm。長期以來，由于缺乏有效的太赫茲波產生和檢測方法，與傳統(tǒng)的微波技術和光學技術相比較，人們對該波段電磁輻射性質的了解甚少，以至于該波段成為了電磁波譜中的太赫茲空隙。隨著太赫茲輻射源和探測技術的突破，太赫茲獨特的優(yōu)越特性被發(fā)現(xiàn)并在材料科學、氣體探測、生物和醫(yī)學檢測、通信等方面展示出巨大的應用前景?？梢哉f太赫茲技術科學不僅是科學技術發(fā)展中的重要基礎問題，又是新一代信息產業(yè)以及基礎科學發(fā)展的重大需求。

太赫茲波解復用器是一類重要的太赫茲波功能器件，近年來太赫茲波分路器已成為國內外研究的熱點和難點。然而現(xiàn)有的太赫茲波解復用器大都存在著結構復雜、功分效率低、成本高等諸多缺點，所以研究結構簡單、分路效率高、成本低、尺寸小，具有可調性能的太赫茲波分路器意義重大。。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術不足，提供一種結構簡單、響應快的多頻點太赫茲波分路器。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

多頻點太赫茲波分路器，包括設置于基底上方的呈正方形周期排列的介質柱及位于介質柱之間的信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端、第一折線波導、第二折線波導、第一倒U形波導、第二倒U形波導、第一耦合區(qū)域、第二耦合區(qū)域、第三耦合區(qū)域；在去除部分介質柱后，形成了第一折線波導、第二折線波導、第一倒U形波導、第二倒U形波導，第一耦合區(qū)域由一排第一介質柱組成，第二耦合區(qū)域由一排第二介質柱組成，第三耦合區(qū)域由一排第三介質柱組成，第一折線波導、第一耦合區(qū)域、第一倒U形波導、第二耦合區(qū)域、第二倒U形波導、第三耦合區(qū)域、第二折線波導自左到右順次排列，第一倒U形波導的右下端設有信號輸入端，第一折線波導的下端設有第一信號輸出端，第一倒U形波導的左下端設有第二信號輸出端，第二倒U形波導的右下端設有第三信號輸出端，第二折線波導的下端設有第四信號輸出端；太赫茲波從信號輸入端輸入，四種不同頻率的太赫茲波分別從第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端分離輸出。

上述技術方案可以采用如下優(yōu)選方式：

所述的二維周期排列的介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰介質柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第一介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰第一介質柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第二介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為29～31μm，相鄰第二介質柱之間圓心的距離199～201μm。所述的第三介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為35～37μm，相鄰第三介質柱之間圓心的距離199～201μm。

本發(fā)明的多頻點太赫茲波分路器具有結構簡單緊湊，響應時間快，便于制作等優(yōu)點，滿足在太赫茲波通信和網(wǎng)絡系統(tǒng)等領域應用的要求。

附圖說明

圖1是多頻點太赫茲波分路器的二維結構示意圖；

圖2是輸入頻率為0.5677THz時多頻點太赫茲波分路器能量分布圖；

圖3是輸入頻率為0.5192THz時多頻點太赫茲波分路器能量分布圖；

圖4是輸入頻率為0.54THz時多頻點太赫茲波分路器能量分布圖；

圖5是輸入頻率為0.6THz時多頻點太赫茲波分路器能量分布圖；

圖6是個輸出端輸出功率曲線。

具體實施方式

如圖1所示，一種多頻點太赫茲波分路器，包括設置于基底上方的呈正方形周期排列的介質柱13及位于介質柱13之間的信號輸入端1、第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、第三信號輸出端4、第四信號輸出端5、第一折線波導6、第二折線波導7、第一倒U形波導8、第二倒U形波導9、第一耦合區(qū)域10、第二耦合區(qū)域11、第三耦合區(qū)域12；在去除部分介質柱13后，形成了第一折線波導6、第二折線波導7、第一倒U形波導8、第二倒U形波導9，第一耦合區(qū)域10由一排第一介質柱14組成，第二耦合區(qū)域11由一排第二介質柱15組成，第三耦合區(qū)域12由一排第三介質柱16組成，第一折線波導6、第一耦合區(qū)域10、第一倒U形波導8、第二耦合區(qū)域11、第二倒U形波導9、第三耦合區(qū)域12、第二折線波導7自左到右順次排列，第一倒U形波導8的右下端設有信號輸入端1，第一折線波導6的下端設有第一信號輸出端2，第一倒U形波導8的左下端設有第二信號輸出端3，第二倒U形波導9的右下端設有第三信號輸出端4，第二折線波導7的下端設有第四信號輸出端5；太赫茲波從信號輸入端1輸入，四種不同頻率的太赫茲波分別從第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、第三信號輸出端4、第四信號輸出端5分離輸出。

所述的二維周期排列的介質柱13的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰介質柱13之間圓心的距離199～201μm。所述的第一介質柱14的材料為硅，折射率為3.4，半徑為39～41μm，相鄰第一介質柱14之間圓心的距離199～201μm。所述的第二介質柱15的材料為硅，折射率為3.4，半徑為29～31μm，相鄰第二介質柱15之間圓心的距離199～201μm。所述的第三介質柱16的材料為硅，折射率為3.4，半徑為35～37μm，相鄰第三介質柱16之間圓心的距離199～201μm。

實施例1

本實施例中，多頻點太赫茲波分路器的結構亦如前所述(圖1)，具體結構在此不再贅敘。多頻點太赫茲波分路器的結構參數(shù)具體為：二維周期排列的介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為40μm，相鄰介質柱之間圓心的距離200μm。第一介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為40μm，相鄰第一介質柱之間圓心的距離200μm。第二介質柱的材料為硅，折射率為3.4，半徑為30μm，相鄰第二介質柱之間圓心的距離200μm。第三介質柱16的材料為硅，折射率為3.4，半徑為36μm，相鄰第三介質柱之間圓心的距離200μm。輸入太赫茲波頻率為0.5677THz時穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖2所示，可以看到太赫茲波從第一信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.5192THz時穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖3所示，可以看到太赫茲波從第二信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.54THz時穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖4所示，可以看到太赫茲波從第三信號輸出端輸出；輸入太赫茲波頻率為0.6THz時穩(wěn)態(tài)電場分布圖如圖5所示，可以看到太赫茲波從第四信號輸出端輸出。圖6為各信號輸出端的輸出功率曲線，可以看出，所提出的多頻點太赫茲波分路器實現(xiàn)了解復用功能。