太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明一種太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于，具有以下步驟：將兩個金屬板以一定的板間距d相互平行設(shè)置，其中一個金屬板的內(nèi)側(cè)面上形成有單個深度h的凹槽；調(diào)節(jié)太赫茲波以橫電模入射金屬板之間的偏振方向，使入射的太赫茲波含有與凹槽長度方向相一致的分量；根據(jù)實際帶阻通道數(shù)量n與板間距d的關(guān)系公式為：凹槽的深度h和板間距d的單位為μm，k為常量；當(dāng)為預(yù)設(shè)定值的深度h時，調(diào)節(jié)板間距d，將實際帶阻通道數(shù)量n設(shè)定為預(yù)定通道數(shù)量n0，獲得與各個預(yù)定通道數(shù)量相匹配的預(yù)定板間距d0，在特定的該深度h下預(yù)定通道數(shù)量n0和預(yù)定板間距d0之間的對應(yīng)關(guān)系；根據(jù)對應(yīng)關(guān)系改變板間距d的大小，實現(xiàn)濾波通道數(shù)量的控制。
【專利說明】太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太赫茲波檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于金屬平板波導(dǎo)的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲(THz)波是位于微波和遠紅外線之間的電磁波，在生物醫(yī)學(xué)、安全監(jiān)測、無損傷探測、天文學(xué)、光譜與成像技術(shù)以及信息科學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著超快激光技術(shù)的發(fā)展，使得太赫茲脈沖的產(chǎn)生有了穩(wěn)定、可靠的激發(fā)光源，從此使得人們能夠研究太赫茲。太赫茲波段的開發(fā)和利用離不開太赫茲功能器件，其中，太赫茲多通道帶阻波導(dǎo)是太赫茲應(yīng)用中的一種基本功能器件，也是太赫茲檢測領(lǐng)域的重要器件之一，實現(xiàn)太赫茲波帶阻濾波器的濾波通道數(shù)量可調(diào)是非常重要的。
[0003]2011 年 4 月，北京大學(xué) F.Hu 在“光學(xué)快報” (Opt.Lett.36 ⑶，1500，2011)上公開報道了一種基于等離子槽陣列的三通道帶通波導(dǎo)。同年5月，兩篇文章涉及多通道太赫茲波導(dǎo)，都基于有槽平行平板(Opt.Expressl9 (11), 10907, 2011) (J.0pt.Soc.Am.B，28 (5)，1300，2011)，為有槽平行平板實現(xiàn)多通道太赫茲濾波提供了理論基礎(chǔ)。2013年，基于平行平板波導(dǎo)的高性能太赫茲帶阻濾波器得到發(fā)展，在這些現(xiàn)有技術(shù)中都含有多個濾波通道(Opt.Lett.38(9)，1379，2013) (Appl.Phys.Lett.103，251105，2013)。但是，現(xiàn)有技術(shù)的這些器件都只涉太赫茲帶阻多通道產(chǎn)生方法，也就是，太赫茲帶阻通道數(shù)量一旦確定，太赫茲波帶阻濾波器件就隨之確定，根本無法實現(xiàn)通道數(shù)量的切換。能夠切換通道數(shù)量的太赫茲波導(dǎo)對于系統(tǒng)來說，相當(dāng)于提供了可以人為控制的通道數(shù)量，這不管對太赫茲通信還是太赫茲檢測都有極大的意義。即使存在通道數(shù)量的切換改變也僅能夠?qū)崿F(xiàn)太赫茲范圍內(nèi)單頻雙頻通道的切換，也無法實現(xiàn)一個到多個太赫茲多通道之間的切換控制，因此，阻礙了太赫茲通信和太赫茲檢測的快速發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種對太赫茲波帶阻濾波器的濾波通道數(shù)量進行控制的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，該太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)多個太赫茲多通道的切換控制。
[0005]本發(fā)明提供的一種一種對太赫茲波帶阻濾波器的濾波通道數(shù)量進行控制的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于，具有以下步驟:將第一金屬板與第二金屬板以一定的板間距d相互平行設(shè)置在太赫茲時域光譜系統(tǒng)中，第一金屬板和第二金屬板中任意一個的內(nèi)側(cè)面上形成有單個具有深度h的凹槽；調(diào)節(jié)太赫茲波以橫電模入射第一金屬板和第二金屬板之間的偏振方向，使入射的太赫茲波含有與凹槽的長度方向相一致的分量；根據(jù)能夠?qū)嶋H觀測到的實際帶阻通道數(shù)量η與板間距d的關(guān)系公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種對太赫茲波帶阻濾波器的濾波通道數(shù)量進行控制的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于，具有以下步驟: 將第一金屬板與第二金屬板以一定的板間距d相互平行設(shè)置在太赫茲時域光譜系統(tǒng)中，所述第一金屬板和所述第二金屬板中任意一個的內(nèi)側(cè)面上形成有單個具有深度h的凹槽； 調(diào)節(jié)太赫茲波以橫電模入射所述第一金屬板和所述第二金屬板之間的偏振方向，使入射的所述太赫茲波含有與所述凹槽的長度方向相一致的分量； 根據(jù)能夠?qū)嶋H觀測到的實際帶阻通道數(shù)量η與板間距d的關(guān)系公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，所述關(guān)系公式中的所述k為4.4至4.6之間的任意一個常量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，當(dāng)所述凹槽所形成的所述深度h為400 μ m時，無論所述板間距d如何變化，根據(jù)所述關(guān)系公式，所述實際帶阻通道數(shù)量η為1，即僅能觀測到一個帶阻濾波通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，當(dāng)所述凹槽所形成的所述深度為800 μ m時，將所述實際帶阻通道數(shù)量η設(shè)定為2時，根據(jù)所述關(guān)系公式，解得所述板間距d的所述閾值為1/1.404mm，此時產(chǎn)生第一帶阻濾波通道和第二帶阻濾波通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，根據(jù)所述關(guān)系公式，所述板間距d的所述閾值為712 μ m， 即當(dāng)所述凹槽的深度h為800 μ m時，若所述板間距d大于該閾值712 μ m，能產(chǎn)生I個帶阻通道，即所述第一帶阻濾波通道；若所述板間距d小于該閾值712 μ m，能產(chǎn)生2個帶阻通道，即所述第一帶阻濾波通道和所述第二帶阻濾波通道， 根據(jù)該閾值來改變所述板間距d從而實現(xiàn)所述實際濾波通道數(shù)量η在I個和2個之間進行切換控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，當(dāng)所述凹槽所形成的所述深度為1400 μπι時，將所述實際帶阻通道數(shù)量分別設(shè)定為2和3時，根據(jù)所述關(guān)系公式，解得所述板間距d的所述閾值分別為1/1.302mm和1/1.441mm，此時產(chǎn)生第一帶阻濾波通道、第二帶阻濾波通道和第三帶阻濾波通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于:其中，根據(jù)所述關(guān)系公式，解得所述板間距d的所述閾值分別為768 μ m和694 μ m, 即當(dāng)所述凹槽的深度h為1400 μ m時，若所述板間距d大于768 μ m,只能產(chǎn)生I個帶阻通道，即所述第一帶阻濾波通道；若所述板間距d小于768 μ m但大于694 μ m,能產(chǎn)生2個帶阻通道，即所述第一帶阻濾波通道和所述第二帶阻濾波通道；而所述板間距d小于694 μ m,能產(chǎn)生3個帶阻通道，即所述第一帶阻濾波通道、所述第二帶阻濾波通道和所述第三帶阻濾波通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，調(diào)節(jié)所述板間距d通過電控調(diào)節(jié)方法和機械調(diào)節(jié)方法中的任意一種來實現(xiàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，所述太赫茲波為寬頻太赫茲波，頻率范圍為0.1THz至3THz。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲波帶阻濾波器濾波通道數(shù)量控制方法，其特征在于: 其中，所述橫電模的電磁波偏振方向與電磁波傳輸方向相垂直，與作為波導(dǎo)的所述第一金屬板和所述第二金屬板之間的空氣隙的厚度方向相垂直。
【文檔編號】H01P1/20GK103985925SQ201410183184
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】陳麟, 朱亦鳴, 程兆祥, 徐嘉明 申請人:上海理工大學(xué)