條形太赫茲波偏振分束器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分束器，尤其涉及一種條形太赫茲波偏振分束器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在電磁波譜上介于發(fā)展已相當(dāng)成熟的毫米波和紅外光之間的太赫茲波無疑是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域。太赫茲波頻率0.1?ΙΟΤΗζ，波長為30 μπι?3mm。長期以來，由于缺乏有效的太赫茲波產(chǎn)生和檢測方法，與傳統(tǒng)的微波技術(shù)和光學(xué)技術(shù)相比較，人們對該波段電磁輻射性質(zhì)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(shù)的突破，太赫茲獨(dú)特的優(yōu)越特性被發(fā)現(xiàn)并在材料科學(xué)、氣體探測、生物和醫(yī)學(xué)檢測、通信等方面展示出巨大的應(yīng)用前景。可以說太赫茲技術(shù)科學(xué)不僅是科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的重要基礎(chǔ)問題，又是新一代信息產(chǎn)業(yè)以及基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展的重大需求。高效的太赫茲輻射源和成熟的檢測技術(shù)是推動(dòng)太赫茲技術(shù)科學(xué)發(fā)展和應(yīng)用的首要條件，但太赫茲技術(shù)的廣泛應(yīng)用離不開滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域要求的實(shí)用化功能器件的支撐。在太赫茲通信、多譜成像、物理、化學(xué)等眾多應(yīng)用系統(tǒng)中，對太赫茲波導(dǎo)、開關(guān)、偏振分束器、濾波及耦合等功能器件的需求是迫切的。
[0003]太赫茲波偏振分束器是一類重要的太赫茲波功能器件，近年來太赫茲波偏振分束器已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。然而現(xiàn)有的太赫茲波偏振分束器大都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分束率低、成本高等諸多缺點(diǎn)，所以研究結(jié)構(gòu)簡單、分束率高、成本低的太赫茲波偏振分束器意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、高分束率的條形太赫茲波偏振分束器。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]條形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、條形金屬傳輸層、基體、金屬層結(jié)構(gòu)，條形金屬傳輸層和金屬層結(jié)構(gòu)分別附著于基體正面和反面；條形金屬傳輸層上列有四排周期結(jié)構(gòu)，每排從左至右列有第一條形周期結(jié)構(gòu)、第二條形周期結(jié)構(gòu)、第三條形周期結(jié)構(gòu)和第四條形周期結(jié)構(gòu)，金屬層結(jié)構(gòu)由三十個(gè)第五矩形金屬排列組成，太赫茲波從信號輸入端水平輸入，第一信號輸出端輸出TM波，第一信號輸出端輸出的TM波的出射方向與入射信號的射入方向的角度為Θ，第二信號輸出端輸出TE波，獲得偏振分束性能。
[0007]所述的條形金屬傳輸層的厚度為1?2 μm，所述的基體的厚度為500?520 μπι,所述的金屬層結(jié)構(gòu)的厚度為1?2 μπι。所述的第一條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第一矩形金屬排列組成，五個(gè)第一矩形金屬的間距均為5?6 μ m，所述的第一矩形金屬長為50 μ m?51 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。所述的第二條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第二矩形金屬排列組成，五個(gè)第二矩形金屬的間距均為5?6 μ m，所述的第二矩形金屬長為70 μ m?71 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。所述的第三條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第三矩形金屬排列組成，五個(gè)第三矩形金屬的間距均為5?6 μ m，所述的第三矩形金屬長為80 μ m?81 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。所述的第四條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第四矩形金屬排列組成，五個(gè)第四矩形金屬的間距均為5?6μπι，所述的第四矩形金屬長為90 μπι?91 μπι，寬為4 μπι?5 μπι。所述的三十個(gè)第五矩形金屬的間距均為6?7 μ m，所述的第五矩形金屬長為500 μ m?501 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。所述的Θ為32度。所述的基體的材料為有機(jī)硅聚合物材料，環(huán)形金屬傳輸層和金屬層結(jié)構(gòu)的材料為銅。
[0008]本發(fā)明的條形太赫茲波偏振分束器具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，分束率高，尺寸小，體積小，便于制作等優(yōu)點(diǎn)，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。
【附圖說明】
[0009]圖1是條形太赫茲波偏振分束器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是條形太赫茲波偏振分束器的條形金屬傳輸層的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是條形太赫茲波偏振分束器的金屬層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4是條形太赫茲波偏振分束器第一信號輸出端的ΤΜ、ΤΕ波輸出功率曲線；
[0013]圖5是條形太赫茲波偏振分束器第二信號輸出端的ΤΕ、ΤΜ波輸出功率曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如圖1?3所不，條形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、條形金屬傳輸層4、基體5、金屬層結(jié)構(gòu)6，條形金屬傳輸層4和金屬層結(jié)構(gòu)6分別附著于基體5正面和反面；條形金屬傳輸層4上列有四排周期結(jié)構(gòu)，每排從左至右列有第一條形周期結(jié)構(gòu)7、第二條形周期結(jié)構(gòu)10、第三條形周期結(jié)構(gòu)12和第四條形周期結(jié)構(gòu)14，金屬層結(jié)構(gòu)6由三十個(gè)第五矩形金屬15排列組成，太赫茲波從信號輸入端1水平輸入，第一信號輸出端2輸出ΤΜ波，第一信號輸出端輸出的ΤΜ波的出射方向與入射信號的射入方向的角度為Θ，第二信號輸出端3輸出ΤΕ波，獲得偏振分束性能。
[0015]所述的條形金屬傳輸層4的厚度為1?2μηι，所述的基體5的厚度為500?520 μm，所述的金屬層結(jié)構(gòu)6的厚度為1?2 μπι。所述的第一條形周期結(jié)構(gòu)7由五個(gè)第一矩形金屬8排列組成，五個(gè)第一矩形金屬8的間距均為5?6 μ m，所述的第一矩形金屬8長為50 μ m?51 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。所述的第二條形周期結(jié)構(gòu)10由五個(gè)第二矩形金屬9排列組成，五個(gè)第二矩形金屬9的間距均為5?6 μ m，所述的第二矩形金屬9長為70 μ m?71 μπι，寬為4 μπι?5 μπι。所述的第三條形周期結(jié)構(gòu)12由五個(gè)第三矩形金屬11排列組成，五個(gè)第三矩形金屬11的間距均為5?6 μ m，所述的第三矩形金屬11長為80 μ m?81 μ m，寬為4 μπι?5 μπι。所述的第四條形周期結(jié)構(gòu)14由五個(gè)第四矩形金屬13排列組成，五個(gè)第四矩形金屬13的間距均為5?6 μm，所述的第四矩形金屬13長為90 μπι?91 μπι，寬為4 μπι?5 μπι。所述的三十個(gè)第五矩形金屬15的間距均為6?7 μm，所述的第五矩形金屬15長為500 μπι?501μ??，寬為4μπι?5μπι。所述的Θ為32度。所述的基體5的材料為有機(jī)硅聚合物材料，環(huán)形金屬傳輸層2和金屬層結(jié)構(gòu)4的材料為銅。
[0016]實(shí)施例1
[0017]所述的條形金屬傳輸層的厚度為2 μ m，所述的基體的厚度為500 μ m，所述的金屬層結(jié)構(gòu)的厚度為2 μπι。所述的第一條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第一矩形金屬組成，五個(gè)第一矩形金屬的間距均為5 μm，所述的第一矩形金屬長為50 μm，寬為5 μπι。所述的第二條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第二矩形金屬組成，五個(gè)第二矩形金屬的間距均為5 μπι，所述的第二矩形金屬長為70 μ m，寬為5 μπι。所述的第三條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第三矩形金屬組成，五個(gè)第三矩形金屬的間距均為5 μm，所述的第三矩形金屬長為80 μm，寬為5 μπι。所述的第四條形周期結(jié)構(gòu)由五個(gè)第四矩形金屬組成，五個(gè)第四矩形金屬的間距均為5 μπι，所述的第四矩形金屬長為90 μ m，寬為5 μ m。所述的條形金屬傳輸層包括三十個(gè)第五矩形金屬，三十個(gè)第五矩形金屬的間距均為6 μm，所述的第五矩形金屬長為500 μπι,寬為5 μπι。所述的第一信號輸出端輸出的ΤΜ波的出射方向與入射信號的射入方向的角度為θ，Θ為32度，所述的基體的材料為有機(jī)硅聚合物材料，環(huán)形金屬傳輸層的材料為銅，金屬層結(jié)構(gòu)的材料為銅。條形太赫茲波偏振分束器的第一信號輸出端2的ΤΜ波、ΤΕ波透射率曲線如圖4所示，在0.7?1.7ΤΗζ頻段ΤΜ波最大輸出功率(插入損耗)為0.07dB，ΤΕ波最小輸出功率(消光比)為32dB。條形太赫茲波偏振分束器的第二信號輸出端3的TE波、TM波透射率曲線如圖5所示，在
0.7?1.7THz頻段TE波最大輸出功率(插入損耗)為0.09dB，TM波最小輸出功率(消光比)為37dB。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種條形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)、條形金屬傳輸層(4)、基體(5)、金屬層結(jié)構(gòu)(6)，條形金屬傳輸層(4)和金屬層結(jié)構(gòu)(6)分別附著于基體(5)正面和反面；條形金屬傳輸層⑷上列有四排周期結(jié)構(gòu)，每排從左至右列有第一條形周期結(jié)構(gòu)(7)、第二條形周期結(jié)構(gòu)(10)、第三條形周期結(jié)構(gòu)(12)和第四條形周期結(jié)構(gòu)(14)，金屬層結(jié)構(gòu)(6)由三十個(gè)第五矩形金屬(15)排列組成，太赫茲波從信號輸入端(1)水平輸入，第一信號輸出端(2)輸出TM波，第一信號輸出端輸出的TM波的出射方向與入射信號的射入方向的角度為Θ，第二信號輸出端(3)輸出TE波，獲得偏振分束性能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的條形金屬傳輸層(4)的厚度為1?2 μ m，所述的基體(5)的厚度為500?520 μ m，所述的金屬層結(jié)構(gòu)(6)的厚度為1?2 μπι。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第一條形周期結(jié)構(gòu)(7)由五個(gè)第一矩形金屬(8)排列組成，五個(gè)第一矩形金屬(8)的間距均為5?6 μ m，所述的第一矩形金屬⑶長為50 μ m?51 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第二條形周期結(jié)構(gòu)(10)由五個(gè)第二矩形金屬(9)排列組成，五個(gè)第二矩形金屬(9)的間距均為5?6 μ m，所述的第二矩形金屬(9)長為70 μ m?71 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第三條形周期結(jié)構(gòu)(12)由五個(gè)第三矩形金屬(11)排列組成，五個(gè)第三矩形金屬(11)的間距均為5?6 μ m，所述的第三矩形金屬(11)長為80 μ m?81 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第四條形周期結(jié)構(gòu)(14)由五個(gè)第四矩形金屬(13)排列組成，五個(gè)第四矩形金屬(13)的間距均為5?6 μ m，所述的第四矩形金屬(13)長為90 μ m?91 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的三十個(gè)第五矩形金屬(15)的間距均為6?7 μ m，所述的第五矩形金屬(15)長為500 μ m?501 μ m，寬為4 μ m?5 μ m。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的Θ為32度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種條形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的基體(5)的材料為有機(jī)硅聚合物材料，環(huán)形金屬傳輸層(2)和金屬層結(jié)構(gòu)(4)的材料為銅。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種條形太赫茲波偏振分束器，它包括信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、條形金屬傳輸層、基體、金屬層結(jié)構(gòu)、條形金屬傳輸層包括四個(gè)第一條形周期結(jié)構(gòu)，四個(gè)第二條形周期結(jié)構(gòu)，四個(gè)第三條形周期結(jié)構(gòu)，四個(gè)第四條形周期結(jié)構(gòu)，太赫茲波從信號輸入端水平輸入，第一信號輸出端輸出TM波，第二信號輸出端輸出TE波，獲得偏振分束性能。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、分束率高，尺寸小，成本低、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G02B6/126
【公開號】CN105372758
【申請?zhí)枴緾N201510872164
【發(fā)明人】李九生, 孫建忠
【申請人】中國計(jì)量學(xué)院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月2日