對稱多柵格太赫茲波功分器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對稱多柵格太赫茲波功分器。它包括信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、對稱多柵格太赫茲波功分器、基底、長方體波導(dǎo)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)、第一橫向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第一縱向長方體波導(dǎo)、第二縱向長方體波導(dǎo)、第三縱向長方體波導(dǎo)、第四縱向長方體波導(dǎo)、第三橫向長方體波導(dǎo)；基底的上表面設(shè)有長方體波導(dǎo)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)、第一橫向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第一縱向長方體波導(dǎo)、第二縱向長方體波導(dǎo)、第三縱向長方體波導(dǎo)、第四縱向長方體波導(dǎo)、第三橫向長方體波導(dǎo)，長方體波導(dǎo)為多個并縱向平行布置在基底的上表面。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、功分效率高、尺寸小、成本低、便于制作等優(yōu)點。
【專利說明】對稱多柵格太赫茲波功分器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太赫茲波功分器，尤其涉及一種對稱多柵格太赫茲波功分器。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲波(Terahertz，簡稱THz)是指在微波和紅外光譜之間，頻率范圍為
0.1~1ΟΤΗz的電磁波，在電磁波譜上是從電子學(xué)過渡到光學(xué)的特殊區(qū)域，也是由宏觀經(jīng)典理論過渡到微觀量子理論的交叉區(qū)域，具有很高的科學(xué)研究和應(yīng)用價值。由于長時間的研究空白，太赫茲波一直以來是電磁波研究中的盲區(qū)。隨著量子級聯(lián)激光器、自由電子激光器、光波差頻方法以及通過光整流等產(chǎn)生較大功率的連續(xù)太赫茲波方法的出現(xiàn)，以及超外差式和直接探測器的研究等太赫茲探測方面的進展，太赫茲技術(shù)逐漸成為世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點。由于電磁資源的有限性并伴隨著通信事業(yè)的發(fā)展，目前的低頻電磁資源已經(jīng)分割完畢，使得人們將研究方向轉(zhuǎn)向更高頻率；且個人電子產(chǎn)品等朝著輕便化、微小化的發(fā)展趨勢，進一步推動了太赫茲器件的研究和發(fā)展。
[0003]功分器全稱功率分配器，是一種將一路輸入信號能量分成兩路或多路輸出相等或不相等能量的器件，也可反過來將多路信號能量合成一路輸出，此時可也稱為合路器。太赫茲系統(tǒng)主要由輻射源、探測器件和各種功能器件組成。在實際應(yīng)用中，有時需要將太赫茲波信號分成兩路或多路輸出，因而功分器在實際中有重要的應(yīng)用。因此有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、功分性能優(yōu)良的太赫茲波功分器來滿足未來太赫茲波通信技術(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，提供一種對稱多柵格太赫茲波功分器。
[0005]對稱多柵格太赫茲波功分器包括信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、對稱多柵格太赫茲波功分器、基底、長方體波導(dǎo)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)、第一橫向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第一縱向長方體波導(dǎo)、第二縱向長方體波導(dǎo)、第三縱向長方體波導(dǎo)、第四縱向長方體波導(dǎo)、第三橫向長方體波導(dǎo)；基底的上表面設(shè)有長方體波導(dǎo)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)、第一橫向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第一縱向長方體波導(dǎo)、第二縱向長方體波導(dǎo)、第三縱向長方體波導(dǎo)、第四縱向長方體波導(dǎo)、第三橫向長方體波導(dǎo)，長方體波導(dǎo)為多個并縱向平行布置在基底的上表面，所述的對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)是由第一橫向長方體波導(dǎo)一端、第二橫向長方體波導(dǎo)、第一縱向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第二縱向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第三縱向長方體波導(dǎo)、第二橫向長方體波導(dǎo)、第四縱向長方體波導(dǎo)、第三橫向長方體波導(dǎo)拼接而成，對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)為三個，其中左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)端部與基底的左側(cè)邊相連，第一橫向長方體波導(dǎo)端部為信號輸入端，左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)端部與第一個長方體波導(dǎo)相連，右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)端部與最后一個長方體波導(dǎo)相連，右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)端部與基底的右側(cè)邊相連，上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)端部分別為第一信號輸出端、第二信號輸出端，信號從信號輸入端進入對稱多柵格太赫茲波功分器后分別從第一信號輸出端、第二信號輸出端輸出。
[0006]所述的對稱多柵格太赫茲波功分器的長度為135 μ m-145 μ m,寬度為35 μ m-45 μ m，它由基底層和波導(dǎo)層組成，其中基底層的材料為二氧化硅，波導(dǎo)層的材料為硅，波導(dǎo)層厚度均為0.2μm-θ.3μπι。所述的基底的長度為135μm-145μπι，寬度為35 μ m-45 μ m,厚度為2.5 μ m-3.5 μ m。所述的長方體波導(dǎo)的長度均為25 μm-35 μ m,寬度均為3μm-5μηι，排列間距均為3 μ m-5 μ m。所述的第一橫向長方體波導(dǎo)長度為7 μ m-9 μ m,寬度為I μm-3 μπι;所述的第二橫向長方體波導(dǎo)的長度為1.5μm-2.5 μ m,寬度為0.5μ m-3.5μ m ;所述的第一縱向長方體波導(dǎo)的長度為2.5 μ m-3.5 μ m,寬度為
1.5 μ π-2.5 μ m ;所述的第二縱向長方體波導(dǎo)的長度為3 μm-5 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第三縱向長方體波導(dǎo)的長度為4 μ m-6 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第四縱向長方體波導(dǎo)的長度為5.5 μ m-6.5 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第三橫向長方體波導(dǎo)的長度為2.5 μ m~3.5 μ m,寬度為 0.5 μ m~l.5 μ m。
[0007]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、功分效率高、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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是對稱多柵格太赫茲波功分器的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是對稱多柵格太赫茲波功分器的俯視圖；
圖3是對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的俯視圖；
圖4是對稱多柵格太赫茲波功分器的第一信號輸出端輸出的信號傳輸率圖；
圖5是對稱多柵格太赫茲波功分器的第二信號輸出端輸出的信號傳輸率圖。
【具體實施方式】
[0009]如圖1~3所不,對稱多柵格太赫茲波功分器包括信號輸入端1、第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、對稱多柵格太赫茲波功分器4、基底5、長方體波導(dǎo)6、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)7、第一橫向長方體波導(dǎo)8、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第一縱向長方體波導(dǎo)10、第二縱向長方體波導(dǎo)11、第三縱向長方體波導(dǎo)12、第四縱向長方體波導(dǎo)13、第三橫向長方體波導(dǎo)14 ；基底5的上表面設(shè)有長方體波導(dǎo)6、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)7、第一橫向長方體波導(dǎo)8、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第一縱向長方體波導(dǎo)10、第二縱向長方體波導(dǎo)11、第三縱向長方體波導(dǎo)12、第四縱向長方體波導(dǎo)13、第三橫向長方體波導(dǎo)14，長方體波導(dǎo)6為多個并縱向平行布置在基底5的上表面,所述的對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)7是由第一橫向長方體波導(dǎo)8 一端、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第一縱向長方體波導(dǎo)10、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第二縱向長方體波導(dǎo)
11、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第三縱向長方體波導(dǎo)12、第二橫向長方體波導(dǎo)9、第四縱向長方體波導(dǎo)13、第三橫向長方體波導(dǎo)14拼接而成，對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)7為三個，其中左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)8端部與基底5的左側(cè)邊相連，第一橫向長方體波導(dǎo)8端部為信號輸入端I，左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)14端部與第一個長方體波導(dǎo)6相連,右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)14端部與最后一個長方體波導(dǎo)6相連，右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)8端部與基底5的右側(cè)邊相連,上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)8端部分別為第一信號輸出端2、第二信號輸出端3,信號從信號輸入端I進入對稱多柵格太赫茲波功分器4后分別從第一信號輸出端2、第二信號輸出端3輸出。
[0010]所述的對稱多柵格太赫茲波功分器4的長度為135 μ m-?45 μ m，寬度為35 μ m-45 μ m,它由基底層和波導(dǎo)層組成，其中基底層的材料為二氧化硅，波導(dǎo)層的材料為硅，波導(dǎo)層厚度均為0.2 μ m-Ο.3 μ m。所述的基底5的長度為135 μ m-?45 μ m，寬度為35 μ m-45 μ m,厚度為2.5 μ m-3.5 μ m。所述的長方體波導(dǎo)6的長度均為25 μ m-35 μ m,寬度均為3μm-5μm，排列間距均為3 μ m-5 μ m。所述的第一橫向長方體波導(dǎo)8長度為7 μ m-9 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第二橫向長方體波導(dǎo)9的長度為1.5 μ m-2.5 μ m,寬度為0.5μ m-?.5μ m ;所述的第一縱向長方體波導(dǎo)10的長度為2.5 μ m-3.5 μ m,寬度為
1.5 μ m-2.5 μ m ;所述的第二縱向長方體波導(dǎo)11的長度為3 μ m-5 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ；所述的第三縱向長方體波導(dǎo)12的長度為4 μ m-6 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第四縱向長方體波導(dǎo)13的長度為5.5 μ m-6.5 μ m,寬度為I μ m-3 μ m ;所述的第三橫向長方體波導(dǎo)14的長度為2.5 μ m~3.5 μ m,寬度為0.5 μ m~l.5 μ m。
[0011]實施例1
對稱多柵格太赫茲波功分器: 對稱多柵格太赫茲波功分器的長度為138 μ m,寬度為40 μ m,它由基底層和波導(dǎo)層組成，其中基底層的材料為二氧化硅，波導(dǎo)層的材料為硅，波導(dǎo)層厚度均為0.25 μ m?；椎拈L度為138 μ m,寬度為40 μ m,厚度為3 μ m。長方體波導(dǎo)的長度均為30 μ m,寬度均為4m，排列間距均為4 μ m。第一橫向長方體波導(dǎo)長度為8 μ m,寬度為2 μ m ;第二橫向長方體波導(dǎo)的長度為2 μ m,寬度為I μ m ;第一縱向長方體波導(dǎo)的長度為3 μ m,寬度為2μηι;第二縱向長方體波導(dǎo)的長度為4 μ m,寬度為2 μ m ;第三縱向長方體波導(dǎo)的長度為5 μ m,寬度為2 μ m ;第四縱向長方體波導(dǎo)的長度為6μπ?，寬度為2μ-- ;第三橫向長方體波導(dǎo)的長度為3μ--，寬度為Ιμπι。對稱多柵格太赫茲波功分器在信號輸入端輸入太赫茲波后分別從第一信號輸出端、第二信號輸出端輸出的傳輸曲線如圖4飛所示，在1.8(T3.SOTHz頻段，第一信號輸出端、第二信號輸出端輸出的太赫茲波幅度均接近50 %，實現(xiàn)了很好的能量功分效果。
【權(quán)利要求】
1.一種對稱多柵格太赫茲波功分器，其特征在于包括信號輸入端(I)、第一信號輸出端(2)、第二信號輸出端(3)、對稱多柵格太赫茲波功分器(4)、基底(5)、長方體波導(dǎo)(6)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)(7)、第一橫向長方體波導(dǎo)(8)、第二橫向長方體波導(dǎo)(9)、第一縱向長方體波導(dǎo)(10)、第二縱向長方體波導(dǎo)(11)、第三縱向長方體波導(dǎo)(12)、第四縱向長方體波導(dǎo)(13)、第三橫向長方體波導(dǎo)(14);基底(5)的上表面設(shè)有長方體波導(dǎo)(6)、對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)(7)、第一橫向長方體波導(dǎo)(8)、第二橫向長方體波導(dǎo)(9)、第一縱向長方體波導(dǎo)(10)、第二縱向長方體波導(dǎo)(11)、第三縱向長方體波導(dǎo)(12)、第四縱向長方體波導(dǎo)(13)、第三橫向長方體波導(dǎo)(14),長方體波導(dǎo)(6)為多個并縱向平行布置在基底(5)的上表面,所述的對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)(7)是由第一橫向長方體波導(dǎo)(8) —端、第二橫向長方體波導(dǎo) (9)、第一縱向長方體波導(dǎo)(10)、第二橫向長方體波導(dǎo)(9)、第二縱向長方體波導(dǎo)(11)、第二橫向長方體波導(dǎo)(9)、第三縱向長方體波導(dǎo)(12)、第二橫向長方體波導(dǎo)(9)、第四縱向長方體波導(dǎo)(13)、第三橫向長方體波導(dǎo)(14)拼接而成，對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)(7)為三個，其中左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)(8)端部與基底(5)的左側(cè)邊相連，第一橫向長方體波導(dǎo)(8)端部為信號輸入端(I )，左邊一個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)(14)端部與第一個長方體波導(dǎo)(6)相連,右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第三橫向長方體波導(dǎo)(14)端部與最后一個長方體波導(dǎo)(6)相連,右邊上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)(8)端部與基底(5)的右側(cè)邊相連,上下兩個對稱多面立體結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的第一橫向長方體波導(dǎo)(8)端部分別為第一信號輸出端(2)、第二信號輸出端(3),信號從信號輸入端(I)進入對稱多柵格太赫茲波功分器(4)后分別從第一信號輸出端(2)、第二信號輸出端(3)輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對稱多柵格太赫茲波功分器，其特征在于所述的對稱多柵格太赫茲波功分器(4)的長度為135μπ?45μπι，寬度為35 μ π45 μ m，它由基底層和波導(dǎo)層組成，其中基底層的材料為二氧化硅，波導(dǎo)層的材料為硅，波導(dǎo)層厚度均為.0.2 μ m~0.3 μ mD
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對稱多柵格太赫茲波功分器，其特征在于所述的基底(5)的長度為135 μ m~145 μ m,寬度為35 μ m~45 μ m,厚度為2.5 μ m~3.5 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對稱多柵格太赫茲波功分器，其特征在于所述的長方體波導(dǎo)(6)的長度均為25 μ m~35 μ m,寬度均為3 μ m~5 μ m,排列間距均為3 μ m~5 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對稱多柵格太赫茲波功分器，其特征在于所述的第一橫向長方體波導(dǎo)(8)長度為7μ π9 μ m,寬度為I μ π3 μπι;所述的第二橫向長方體波導(dǎo)(9)的長度為1.5μπ2.5 μ m,寬度為0.5μπ?.5μηι;所述的第一縱向長方體波導(dǎo)(10)的長度為2.5μπ3.5μπι，寬度為1.5μπ2.5μπι;所述的第二縱向長方體波導(dǎo)(11)的長度為3μπ5μηι,寬度為1μπ3μηι;所述的第三縱向長方體波導(dǎo)(12)的長度為.4 μ π6 μ m,寬度為I μ π3 μ m ;所述的第四縱向長方體波導(dǎo)(13)的長度為5.5 μ π6.5 μ m,寬度為I μ π3 μ m ;所述的第三橫向長方體波導(dǎo)(14)的長度為2.5 μ π3.5 μ m,寬度為.0.5 μ m~1.5 μ m。
【文檔編號】H01P5/12GK103682542SQ201310599821
【公開日】2014年3月26日 申請日期: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 申請人:中國計量學(xué)院