專利名稱：雙諧振腔結(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，尤其涉及一種雙諧振腔結(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0. ITHz IOTHz (波長在30 μ m^3mm)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最后一個波譜區(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(jī)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有不可或缺的重要意義。目前國內(nèi)外很多科研機(jī)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、體積較大并且價格昂貴，因此有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單，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)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高分束率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
雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器包括輸入端口、第一輸出端口、第二輸出端口、平板偏振器、孔狀鏤空、第一孔狀鏤空陣列、第二孔狀鏤空陣列、第三孔狀鏤空陣列、第四孔狀鏤空陣列、第五孔狀鏤空陣列；平板偏振器上、下側(cè)橫向分別設(shè)有第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列，在第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列之間的中心縱向設(shè)有第一孔狀鏤空陣列，在第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列之間的中心左側(cè)橫向設(shè)有第二孔狀鏤空陣列，在第五孔狀鏤空陣列上右側(cè)橫向設(shè)有第三孔狀鏤空陣列，第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列均由5 XN個孔狀鏤空組成，第三孔狀鏤空陣列由5 XN個孔狀鏤空組成，第二孔狀鏤空陣列由3 XN個孔狀鏤空組成，第一孔狀鏤空陣列由7 X 3個孔狀鏤空組成；第四孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列之間的左側(cè)設(shè)有輸入端口，第五孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列之間的左側(cè)設(shè)有第一輸出端口，第四孔狀鏤空陣列與第三孔狀鏤空陣列之間的右側(cè)設(shè)有第二輸出端口，第一孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列的距離和第一孔狀鏤空陣列
3與第三孔狀鏤空陣列距離相等；第一孔狀鏤空陣列和第二孔狀鏤空陣列之間以及第二孔狀鏤空陣列和第三孔狀鏤空陣列之間各形成一個諧振腔。所述的相鄰孔狀鏤空間距為15飛0 μ m。所述的孔狀鏤空半徑為3 18 μ m。所述的第一孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列的距離和第一孔狀鏤空陣列與第三孔狀鏤空陣列距離均為14(Γ500μπι。所述的平板偏振器的材料為砷化鎵。本發(fā)明的雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器具有結(jié)構(gòu)簡單，分束率高，尺寸小， 成本低，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1是雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的三維結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的二維結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第一信號輸出端的TE、TM波輸出功率曲
線；
圖4是雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器第二信號輸出端的TM、TE波輸出功率曲線。
具體實施例方式如圖廣2所示，雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器包括輸入端口 1、第一輸出端口 2、第二輸出端口 3、平板偏振器4、孔狀鏤空5、第一孔狀鏤空陣列6、第二孔狀鏤空陣列 7、第三孔狀鏤空陣列8、第四孔狀鏤空陣列9、第五孔狀鏤空陣列10 ；平板偏振器4上、下側(cè)橫向分別設(shè)有第四孔狀鏤空陣列9和第五孔狀鏤空陣列10，在第四孔狀鏤空陣列9和第五孔狀鏤空陣列10之間的中心縱向設(shè)有第一孔狀鏤空陣列6，在第四孔狀鏤空陣列9和第五孔狀鏤空陣列10之間的中心左側(cè)橫向設(shè)有第二孔狀鏤空陣列7，在第五孔狀鏤空陣列10上右側(cè)橫向設(shè)有第三孔狀鏤空陣列8，第四孔狀鏤空陣列9和第五孔狀鏤空陣列10均由5ΧΝ 個孔狀鏤空5組成，第三孔狀鏤空陣列8由5ΧΝ個孔狀鏤空5組成，第二孔狀鏤空陣列7 由3ΧΝ個孔狀鏤空5組成，第一孔狀鏤空陣列6由7X3個孔狀鏤空5組成；第四孔狀鏤空陣列9與第二孔狀鏤空陣列7之間的左側(cè)設(shè)有輸入端口 1，第五孔狀鏤空陣列10與第二孔狀鏤空陣列7之間的左側(cè)設(shè)有第一輸出端口 2，第四孔狀鏤空陣列9與第三孔狀鏤空陣列8 之間的右側(cè)設(shè)有第二輸出端口 3，第一孔狀鏤空陣列6與第二孔狀鏤空陣列7的距離和第一孔狀鏤空陣列6與第三孔狀鏤空陣列8距離相等；第一孔狀鏤空陣列6和第二孔狀鏤空陣列7之間以及第二孔狀鏤空陣列7和第三孔狀鏤空陣列8之間各形成一個諧振腔。所述的相鄰孔狀鏤空間距為15飛0 μ m。所述的孔狀鏤空半徑為3 18 μ m。所述的第一孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列的距離和第一孔狀鏤空陣列與第三孔狀鏤空陣列距離均為14(Γ500μπι。所述的平板偏振器的材料為砷化鎵。實施例1
雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的第四孔狀鏤空陣列9和第五孔狀鏤空陣列10 均由5 X 34個孔狀鏤空5組成，第三孔狀鏤空陣列8由5 X 8個孔狀鏤空5組成，第二孔狀鏤空陣列 由3X7個孔狀鏤空5組成，第一孔狀鏤空陣列6由7X3個孔狀鏤空5組成。相鄰孔狀鏤空間距為20 μ m，孔狀鏤空半徑為5 μ m，第一孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列的距離和第一孔狀鏤空陣列與第三孔狀鏤空陣列距離均為180 μ m。平板偏振器4的材料為砷化鎵材料，折射率為3. 25。雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的第一信號輸出端2的 TE波、TM波透射率曲線如圖3所示，在0. 3^0. 9THz頻段TE波最大輸出功率(插入損耗) 為0. 08dB, TM波最小輸出功率(消光比)為33dB。雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器的第二信號輸出端3的TM波、TE波透射率曲線如圖4所示，在0. 3^0. 9THz頻段TM波最大輸出功率(插入損耗)為0.1dB，TE波最小輸出功率(消光比)為40dB。
權(quán)利要求
1.一種雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于包括輸入端口(1)、第一輸出端口(2)、第二輸出端口(3)、平板偏振器(4)、孔狀鏤空(5)、第一孔狀鏤空陣列(6)、第二孔狀鏤空陣列(7)、第三孔狀鏤空陣列(8)、第四孔狀鏤空陣列(9)、第五孔狀鏤空陣列 (10);平板偏振器(4)上、下側(cè)橫向分別設(shè)有第四孔狀鏤空陣列(9)和第五孔狀鏤空陣列 (10)，在第四孔狀鏤空陣列(9)和第五孔狀鏤空陣列(10)之間的中心縱向設(shè)有第一孔狀鏤空陣列(6)，在第四孔狀鏤空陣列(9)和第五孔狀鏤空陣列(10)之間的中心左側(cè)橫向設(shè)有第二孔狀鏤空陣列(7)，在第五孔狀鏤空陣列(10)上右側(cè)橫向設(shè)有第三孔狀鏤空陣列(8)， 第四孔狀鏤空陣列(9)和第五孔狀鏤空陣列(10)均由5XN個孔狀鏤空(5)組成，第三孔狀鏤空陣列(8)由5XN個孔狀鏤空(5)組成，第二孔狀鏤空陣列(7)由3XN個孔狀鏤空(5) 組成，第一孔狀鏤空陣列(6)由7X3個孔狀鏤空(5)組成；第四孔狀鏤空陣列(9)與第二孔狀鏤空陣列(7)之間的左側(cè)設(shè)有輸入端口(1 )，第五孔狀鏤空陣列(10)與第二孔狀鏤空陣列(7)之間的左側(cè)設(shè)有第一輸出端口(2)，第四孔狀鏤空陣列(9)與第三孔狀鏤空陣列(8) 之間的右側(cè)設(shè)有第二輸出端口(3)，第一孔狀鏤空陣列(6)與第二孔狀鏤空陣列(7)的距離和第一孔狀鏤空陣列(6)與第三孔狀鏤空陣列(8)距離相等；第一孔狀鏤空陣列(6)和第二孔狀鏤空陣列(7)之間以及第二孔狀鏤空陣列(7)和第三孔狀鏤空陣列(8)之間各形成一個諧振腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的相鄰孔狀鏤空(5)間距為15飛Ομπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的孔狀鏤空(5)半徑為3 18 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第一孔狀鏤空陣列(6)與第二孔狀鏤空陣列(7)的距離和第一孔狀鏤空陣列(6)與第三孔狀鏤空陣列(8)距離均為14(Γ500 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙諧振腔結(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)的材料為砷化鎵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙諧振腔結(jié)構(gòu)的太赫茲波偏振分束器。平板偏振器上、下側(cè)橫向分別設(shè)有第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列，在第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列之間的中心縱向設(shè)有第一孔狀鏤空陣列，在第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列之間的中心左側(cè)橫向設(shè)有第二孔狀鏤空陣列，在第五孔狀鏤空陣列上右側(cè)橫向設(shè)有第三孔狀鏤空陣列；第四孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列之間的左側(cè)設(shè)有輸入端口，第五孔狀鏤空陣列與第二孔狀鏤空陣列之間的左側(cè)設(shè)有第一輸出端口，第四孔狀鏤空陣列與第三孔狀鏤空陣列之間的右側(cè)設(shè)有第二輸出端口。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，分束率高，尺寸小，成本低，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。
文檔編號H01P7/06GK102156327SQ20111008964
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者張寶月, 李九生 申請人:中國計量學(xué)院