專利名稱：一種y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及分束器，尤其涉及一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器。
背景技術(shù)：
太赫茲(Terahertz，簡稱THz)波是指頻率在0. ITHz IOTHz范圍內(nèi)的電磁波， 它處于電子學(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，能有效解決日益嚴峻的頻帶資源短缺的問題。另外太赫茲波具有很好的穿透性，它能以很小的衰減穿透煙塵、墻壁、碳板、布料及陶瓷等物質(zhì)，解決了光通信在煙塵等惡劣環(huán)境中的局限。太赫茲波的傳輸特性決定了太赫茲波可以應(yīng)用于無線通信。另外太赫茲雷達分辨率高，可成為未來的高精度雷達發(fā)展方向。日益發(fā)展的太赫茲波技術(shù)在天文、生物醫(yī)學(xué)、安全及環(huán)境監(jiān)測、成像、寬帶無線通信和雷達等方面均具有重大的科學(xué)價值和廣闊的應(yīng)用前景，其中太赫茲波通信技術(shù)具有毫米波通信及光通信的特性，可以應(yīng)用于室內(nèi)局域網(wǎng)通信等方面。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。太赫茲波通信系統(tǒng)離不開各種太赫茲波功能器件的性能保障。雖然國內(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行深入的探索和研究。對太赫茲波偏振分束器進行研究對于促進太赫茲波功能器件的研究有不可或缺的重要意義。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。目前國內(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展，但是很少有相關(guān)報道。現(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，小型化、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，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)容本實用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)偏振分束透射率比較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實際制作困難， 成本高的不足，提供一種高分束率的太赫茲波偏振分束器。為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器包括信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、平板偏振器、大孔狀鏤空、小孔狀鏤空、孔狀鏤空耦合區(qū)域、第一直線形孔狀鏤空區(qū)域、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域、第三直線形孔狀鏤空區(qū)域、S形曲線孔狀鏤空區(qū)域、第四直線形孔狀鏤空區(qū)域、直線形孔狀鏤空區(qū)域、曲線形孔狀鏤空區(qū)域、Y形孔狀鏤空區(qū)域；孔狀鏤空耦合區(qū)域由第二直線形孔狀鏤空區(qū)域和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域組成，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域由多個大孔狀鏤空和多個小孔狀鏤空等間距間隔直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域均由多個大孔狀鏤空等間距直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域連接構(gòu)成直線形孔狀鏤空區(qū)域；第一直線形孔狀鏤空區(qū)域由多個大孔狀鏤空和多個小孔狀鏤空等間距間隔直線形排列構(gòu)成，S形曲線孔狀鏤空區(qū)域由多個小孔狀鏤空等間距S形排列構(gòu)成，第一直線形孔狀鏤空區(qū)域、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域和S形曲線孔狀鏤空區(qū)域順次相連構(gòu)成曲線形孔狀鏤空區(qū)域；Y形孔狀鏤空區(qū)域包括直線形孔狀鏤空區(qū)域和曲線形孔狀鏤空區(qū)域兩部分。所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域中，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域的孔狀鏤空中心線間的距離大小為1(Γ60μπι。所述的由多個大孔狀鏤空和多個小孔狀鏤空等間距間隔排列而成的第二直線形孔狀鏤空區(qū)域，其間距為40 μ m。所述的大孔狀鏤空半徑為3 18 μ m，小孔狀鏤空半徑為2. Π4. 4 μ m。所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域長度L為 60^400 μ m0所述的S形曲線孔狀鏤空區(qū)域的S曲線彎曲角度θ為6(Γ90度。所述的平板偏振器的材料為砷化鎵。本實用新型的Y形孔狀鏤空平板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Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器的三維結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是孔狀鏤空耦合區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖及尺寸說明圖；圖6是太赫茲波偏振分束器第一信號輸出端的TE、TM波透射率曲線；圖7是太赫茲波偏振分束器第二信號輸出端的TM、TE波透射率曲線。
具體實施方式
如圖廣7所示，Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器包括信號輸入端1、第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、平板偏振器4、大孔狀鏤空5、小孔狀鏤空6、孔狀鏤空耦合區(qū)域7、第一直線形孔狀鏤空區(qū)域8、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9、第三直線形孔狀鏤空區(qū)域 10、S形曲線孔狀鏤空區(qū)域11、第四直線形孔狀鏤空區(qū)域12、直線形孔狀鏤空區(qū)域13、曲線形孔狀鏤空區(qū)域14、Y形孔狀鏤空區(qū)域15 ；孔狀鏤空耦合區(qū)域7由第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域10組成，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9由多個大孔狀鏤空5 和多個小孔狀鏤空6等間距間隔直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域10和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域12均由多個大孔狀鏤空5等間距直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域10和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域12連接構(gòu)成直線形孔狀鏤空區(qū)域13 ；第一直線形孔狀鏤空區(qū)域8由多個大孔狀鏤空5和多個小孔狀鏤空6等間距間隔直線形排列構(gòu)成，S形曲線孔狀鏤空區(qū)域11由多個小孔狀鏤空6等間距S形排列構(gòu)成，第一直線形孔狀鏤空區(qū)域8、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9和S形曲線孔狀鏤空區(qū)域11順次相連構(gòu)成曲線形孔狀鏤空區(qū)域 14 ；Y形孔狀鏤空區(qū)域15包括直線形孔狀鏤空區(qū)域13和曲線形孔狀鏤空區(qū)域14兩部分。所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域7中，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域10的孔狀鏤空中心線間的距離大小為1(Γ60 μ m。所述的由多個大孔狀鏤空5和多CN 202033528 U
說明書
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個小孔狀鏤空6等間距間隔排列而成的第二直線形孔狀鏤空區(qū)域9，其間距為40 μ m。所述的大孔狀鏤空5半徑為3 18 μ m，小孔狀鏤空6半徑為2.壙14. 4 μ m。所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域7長度L為6(Γ400μπι。所述的S形曲線孔狀鏤空區(qū)域11的S曲線彎曲角度θ為 60^90度。所述的平板偏振器4的材料為砷化鎵。實施例1Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器上的孔間距a為40 μ m，耦合間距d為 24 μ m,大孔狀鏤空5的半徑R為9 μ m，小孔狀鏤空6的半徑r為7. 2 μ m，平板偏振器4的材料為砷化鎵材料，折射率為3. 25。耦合長度L為60 μ m，在第一信號輸出端2所在的傳輸方向上彎曲線形排列的相鄰孔狀鏤空，其彎曲角度θ為90度。Y形孔狀鏤空平板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6所示，在0. 2^1. OTHz頻段TE波最大透射率為98%，TM波最小透射率為1。Y形孔狀鏤空平板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7所示，在0. 2^1. OTHz頻段TM波最大透射率為98. 6%，TE波最小透射率為1. 2%。
權(quán)利要求1.一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于包括信號輸入端(1)、第一信號輸出端(2)、第二信號輸出端(3)、平板偏振器(4)、大孔狀鏤空(5)、小孔狀鏤空(6)、 孔狀鏤空耦合區(qū)域(7)、第一直線形孔狀鏤空區(qū)域(8)、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)、第三直線形孔狀鏤空區(qū)域(10)、S形曲線孔狀鏤空區(qū)域(11)、第四直線形孔狀鏤空區(qū)域(12)、直線形孔狀鏤空區(qū)域(13)、曲線形孔狀鏤空區(qū)域(14)、Y形孔狀鏤空區(qū)域(15);孔狀鏤空耦合區(qū)域(7)由第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域(10)組成，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)由多個大孔狀鏤空(5)和多個小孔狀鏤空(6)等間距間隔直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域(10)和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域(12)均由多個大孔狀鏤空(5)等間距直線形排列構(gòu)成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域(10)和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域 (12)連接構(gòu)成直線形孔狀鏤空區(qū)域(13);第一直線形孔狀鏤空區(qū)域(8)由多個大孔狀鏤空 (5)和多個小孔狀鏤空(6)等間距間隔直線形排列構(gòu)成，S形曲線孔狀鏤空區(qū)域(11)由多個小孔狀鏤空(6)等間距S形排列構(gòu)成，第一直線形孔狀鏤空區(qū)域(8)、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)和S形曲線孔狀鏤空區(qū)域(11)順次相連構(gòu)成曲線形孔狀鏤空區(qū)域(14) ;Υ形孔狀鏤空區(qū)域(15)包括直線形孔狀鏤空區(qū)域(13)和曲線形孔狀鏤空區(qū)域(14)兩部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域(7)中，第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域 (10)的孔狀鏤空中心線間的距離大小為1(Γ60μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的由多個大孔狀鏤空(5)和多個小孔狀鏤空(6)等間距間隔排列而成的第二直線形孔狀鏤空區(qū)域(9)，其間距為40 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的大孔狀鏤空(5)半徑為3 18μπι，小孔狀鏤空(6)半徑為2.壙14. 4 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形打孔平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的孔狀鏤空耦合區(qū)域(7)長度L為6(Γ400 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的S形曲線孔狀鏤空區(qū)域(11)的S曲線彎曲角度θ為6(Γ90度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Y形孔狀鏤空平板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。
專利摘要本實用新型公開了一種Y形孔狀鏤空平板太赫茲波偏振分束器?？谞铉U空耦合區(qū)域由第二直線形孔狀鏤空區(qū)域和第三直線形孔狀鏤空區(qū)域組成，第三直線形孔狀鏤空區(qū)域和第四直線形孔狀鏤空區(qū)域連接構(gòu)成直線形孔狀鏤空區(qū)域；第一直線形孔狀鏤空區(qū)域由多個大孔狀鏤空和多個小孔狀鏤空等間距間隔直線形排列構(gòu)成，S形曲線孔狀鏤空區(qū)域由多個小孔狀鏤空等間距S形排列構(gòu)成，第一直線形孔狀鏤空區(qū)域、第二直線形孔狀鏤空區(qū)域和S形曲線孔狀鏤空區(qū)域順次相連構(gòu)成曲線形孔狀鏤空區(qū)域；Y形孔狀鏤空區(qū)域包括直線形孔狀鏤空區(qū)域和曲線形孔狀鏤空區(qū)域兩部分。本實用新型具有結(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G02B5/30GK202033528SQ201120103758
公開日2011年11月9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