鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)。鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)包括太赫茲波輸入端、第一輸出端、第二輸出端、鏤空平板；鏤空平板上部從上到下順次設(shè)有第一孔狀鏤空陣列和第二孔狀鏤空陣列；鏤空平板下部從下到上順次設(shè)有第五孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列；當(dāng)頻率為0.70THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入時(shí)，能量直接從第一輸出端輸出；當(dāng)頻率為0.85THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入時(shí)，通過(guò)第二孔狀鏤空陣列、第三孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列的耦合作用，能量將從第二輸出端輸出，實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的作用。本發(fā)明具有損耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，尺寸小，體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)，尤其涉及一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及社會(huì)信息化進(jìn)程不斷加快，各種各樣的新技術(shù)、新思想大量涌現(xiàn)出來(lái)。從云計(jì)算到物聯(lián)網(wǎng)，從激光到太赫茲技術(shù)的出現(xiàn)都給了我們很大的機(jī)遇，同時(shí)也存在一定的挑戰(zhàn)。太赫茲(THz)通常是指頻率在0.1?ΟΤΗζ(波長(zhǎng)為0.03~3mm)的電磁波。它的長(zhǎng)波段與毫米波(亞毫米波)相重合，其發(fā)展主要依靠電子學(xué)科學(xué)技術(shù)；而它的短波段與紅外線相重合，其發(fā)展主要依靠光子學(xué)科學(xué)技術(shù)，可見(jiàn)太赫茲波是宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)過(guò)渡的頻段，在電磁波頻譜中占有很特殊的位置。由于太赫茲所處的特殊電磁波譜的位置，它有很多優(yōu)越的特性，有非常重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，使得太赫茲研究受到全世界各國(guó)政府的支持。
[0003]在太赫茲波技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，太赫茲波開(kāi)關(guān)等功能性器件至關(guān)重要、必不可少，這一領(lǐng)域的研究也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于太赫茲波的功能器件研究也已逐漸展開(kāi)。因此，進(jìn)行太赫茲波開(kāi)關(guān)器件的研究，對(duì)太赫茲波功能器件的發(fā)展具有不可或缺的重要意義。然而目前，太赫茲波段的開(kāi)關(guān)器件還十分有限，它們往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、難以制作并且成本高，因此有必要設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、質(zhì)量輕、損耗低的太赫茲開(kāi)關(guān)來(lái)滿足未來(lái)太赫茲波技術(shù)應(yīng)用的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)。
[0005]鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)包括太赫茲波輸入端、第一輸出端、第二輸出端、鏤空平板；鏤空平板的上部從上到下順次設(shè)有第一孔狀鏤空陣列和第二孔狀鏤空陣列；鏤空平板的下部從下到上順次設(shè)有第五孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列；第二孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列之間設(shè)有第三孔狀鏤空陣列；第一孔狀鏤空陣列、第二孔狀鏤空陣列、第三孔狀鏤空陣列、第四孔狀鏤空陣列和第五孔狀鏤空陣列均由孔狀鏤空排列而成；第五孔狀鏤空陣列的中間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端，第五孔狀鏤空陣列的中間右側(cè)設(shè)有第一輸出端，第一孔狀鏤空陣列的中間右側(cè)設(shè)有第二輸出端；當(dāng)頻率為0.70THZ的太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入時(shí)，能量直接從第一輸出端輸出；當(dāng)頻率為0.85THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入時(shí)，通過(guò)第二孔狀鏤空陣列、第三孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列的耦合作用，能量將從第二輸出端輸出，實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的作用。
[0006]所述的孔狀鏤空的半徑為50-60μπι。所述的第一孔狀鏤空陣列由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為6個(gè)；第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離均為50-60μπι。所述的第二孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)相同，均由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為3個(gè)，橫向相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50-60 μ m ;第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為4個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向從左到右相鄰兩孔狀鏤空之間的距離分別為20-30μπι、110-?20μπι和20~30 μ m。所述的第三孔狀鏤空陣列由一排孔狀鏤空組成；孔狀鏤空的個(gè)數(shù)12個(gè)；相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50-60μπι。所述的第五孔狀鏤空陣列由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為5個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50^60 μ m0所述的鏤空平板的材料為高阻硅。
[0007]本發(fā)明的鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)具有損耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，尺寸小，體積小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。
[0008]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng) 太赫茲波開(kāi)關(guān)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)第一輸出端的傳輸曲線圖；
圖4是鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)第二輸出端的傳輸曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖f 2所示，鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)包括太赫茲波輸入端1、第一輸出端2、第二輸出端3、鏤空平板4 ;鏤空平板4的上部從上到下順次設(shè)有第一孔狀鏤空陣列5和第二孔狀鏤空陣列6 ;鏤空平板4的下部從下到上順次設(shè)有第五孔狀鏤空陣列9和第四孔狀鏤空陣列8 ;第二孔狀鏤空陣列6和第四孔狀鏤空陣列8之間設(shè)有第三孔狀鏤空陣列7 ;第一孔狀鏤空陣列5、第二孔狀鏤空陣列6、第三孔狀鏤空陣列7、第四孔狀鏤空陣列8和第五孔狀鏤空陣列9均由孔狀鏤空10排列而成；第五孔狀鏤空陣列9的中間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端1，第五孔狀鏤空陣列9的中間右側(cè)設(shè)有第一輸出端2，第一孔狀鏤空陣列5的中間右側(cè)設(shè)有第二輸出端3 ;當(dāng)頻率為0.70THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端I輸入時(shí)，能量直接從第一輸出端2輸出；當(dāng)頻率為0.85THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端I輸入時(shí)，通過(guò)第二孔狀鏤空陣列6、第三孔狀鏤空陣列7和第四孔狀鏤空陣列8的耦合作用，能量將從第二輸出端3輸出，實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的作用。
[0010]所述的孔狀鏤空10的半徑為50-60 μ m。所述的第一孔狀鏤空陣列5由三排孔狀鏤空10組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為6個(gè)；第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離均為50-60 μ m。所述的第二孔狀鏤空陣列6和第四孔狀鏤空陣列8的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)相同，均由三排孔狀鏤空10組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為3個(gè)，橫向相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離均為50-60 μ m ；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為4個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向從左到右相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離分別為20~30 μ m、110~120 μ m和20-30 μ m。所述的第三孔狀鏤空陣列7由一排孔狀鏤空10組成；孔狀鏤空10的個(gè)數(shù)12個(gè)；相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離均為50-60 μ m。[0011]所述的第五孔狀鏤空陣列9由三排孔狀鏤空10組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為5個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空10之間的距離均為50-60 μ m。所述的鏤空平板4的材料為高阻硅。
[0012]實(shí)施例1
鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)的孔狀鏤空的半徑為50 μ m。第一孔狀鏤空陣列由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為6個(gè)；第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50 μ m。第二孔狀鏤空陣列和第四孔狀鏤空陣列的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)相同，均由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為3個(gè)，橫向相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50 μ m ;第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為4個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向從左到右相鄰兩孔狀鏤空之間的距離分別為20 μ m、110μπι和20μπι。第三孔狀鏤空陣列由一排孔狀鏤空組成；孔狀鏤空的個(gè)數(shù)12個(gè)；相鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50 μ m。第五孔狀鏤空陣列由三排孔狀鏤空組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為5個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相 鄰兩孔狀鏤空之間的距離均為50μπι。鏤空平板的材料為高阻硅，折射率為3.40。鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)第一輸出端的傳輸曲線如圖3所示，由圖可知，當(dāng)太赫茲波的頻率為0.70ΤΗζ時(shí)，第一輸出端的傳輸參數(shù)為-0.34dB。鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)第二輸出端的傳輸曲線如圖4所示，由圖可知，當(dāng)太赫茲波的頻率為0.85THz時(shí)，第二輸出端的傳輸參數(shù)為-0.21dB。這說(shuō)明本發(fā)明所設(shè)計(jì)的鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)兩個(gè)頻率太赫茲波的有效控制；頻率為0.70THz的太赫茲波能從第一輸出端輸出，不能從第二輸出端輸出；而頻率為0.85THz的太赫茲波能從第二輸出端輸出，不能從第一輸出端輸出。
【權(quán)利要求】
1.一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于包括太赫茲波輸入端(I)、第一輸出端(2)、第二輸出端(3)、鏤空平板(4);鏤空平板(4)的上部從上到下順次設(shè)有第一孔狀鏤空陣列(5)和第二孔狀鏤空陣列(6);鏤空平板(4)的下部從下到上順次設(shè)有第五孔狀鏤空陣列(9)和第四孔狀鏤空陣列(8);第二孔狀鏤空陣列(6)和第四孔狀鏤空陣列(8)之間設(shè)有第三孔狀鏤空陣列(7);第一孔狀鏤空陣列(5)、第二孔狀鏤空陣列(6)、第三孔狀鏤空陣列(7)、第四孔狀鏤空陣列(8)和第五孔狀鏤空陣列(9)均由孔狀鏤空(10)排列而成；第五孔狀鏤空陣列(9)的中間左側(cè)設(shè)有太赫茲波輸入端(1)，第五孔狀鏤空陣列(9)的中間右側(cè)設(shè)有第一輸出端(2)，第一孔狀鏤空陣列(5)的中間右側(cè)設(shè)有第二輸出端(3);當(dāng)頻率為0.70THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端(I)輸入時(shí)，能量直接從第一輸出端(2)輸出；當(dāng)頻率為0.85THz的太赫茲波從太赫茲波輸入端(I)輸入時(shí)，通過(guò)第二孔狀鏤空陣列(6)、第三孔狀鏤空陣列(7)和第四孔狀鏤空陣列(8)的耦合作用，能量將從第二輸出端(3)輸出，實(shí)現(xiàn)雙波長(zhǎng)開(kāi)關(guān)的作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的孔狀鏤空(10)的半徑為50-60μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的第一孔狀鏤空陣列(5)由三排孔狀鏤空(10)組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為6個(gè)；第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空(10)之間的距離均為50-60μπι。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的第二孔狀鏤空陣列(6)和第四孔狀鏤空陣列(8)的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)相同，均由三排孔狀鏤空(10)組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為3個(gè)，橫向相鄰兩孔狀鏤空(10)之間的距離均為50-60 μ m ;第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為4個(gè),第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向從左到右相鄰兩孔狀鏤空(10 )之間的距離分別為20^30 μ m、110~120μπι和20~30 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的第三孔狀鏤空陣列(7)由一排孔狀鏤空(10)組成；孔狀鏤空(10)的個(gè)數(shù)12個(gè)；相鄰兩孔狀鏤空(10)之間的距離均為50-60μπι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的第五孔狀鏤空陣列(9)由三排孔狀鏤空(10)組成；其中第一排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)與第三排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)相等，為12個(gè)；第二排孔狀鏤空的個(gè)數(shù)為5個(gè)，第二排孔狀鏤空與第一排孔狀鏤空和第三排孔狀鏤空錯(cuò)位排列，橫向相鄰兩孔狀鏤空(10)之間的距離均為50-60μπι。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏤空結(jié)構(gòu)的雙波長(zhǎng)太赫茲波開(kāi)關(guān)，其特征在于所述的鏤空平板(4)的材料為高阻硅。
【文檔編號(hào)】H01P1/10GK103676216SQ201310599820
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院