專利名稱：螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及分束器，尤其涉及一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器。
背景技術：
自從1888年赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的存在后，經(jīng)幾百年的發(fā)展研究，所知的電磁波的頻譜已經(jīng)非常寬，短到Y射線，長到無線電波。但是人們的研究一直都忽略了電磁波譜范圍內(nèi)的一個空白，即太赫茲，它的頻率范圍在O. Γ ΟΤΗζ之間(1ΤΗζ=1012Ηζ)，波長范圍在30um Imm之間，這一波段介于微波與紅外輻射之間，是電磁學和光學研究的邊緣區(qū)域。早期對于太赫茲輻射的研究可以追溯到上世紀初，20世紀80年代以前，由于太赫茲頻段電磁波的產(chǎn)生方法和檢測途徑的匱乏，導致這一頻段的電磁波研究發(fā)展很緩慢，科學家對該波段電磁輻射性質(zhì)的了解也很局限。而近幾十年來，隨著超快光電子技術的迅速發(fā)展，為太赫茲脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定的激發(fā)光源，隨著太赫茲輻射的產(chǎn)生，其應用也得到了迅速發(fā)展。由于太赫茲波處在電磁波譜的特殊位置，它具有許多優(yōu)點。例如，太赫茲波具有頻段寬、能 量低、透射性強等優(yōu)點，使得它在太赫茲成像、安全檢測、太赫茲時域光譜技術、太赫茲通信等領域有著重要的應用前景。全世界對太赫茲波給予了極大的關注，太赫茲科學技術這一研究領域被國際科學界公認為是一個非常重要的交叉前沿領域。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)中的太赫茲波傳輸。太赫茲波偏振分束器研究對促進太赫茲波系統(tǒng)應用有著不可或缺的重要意義。目前國內(nèi)外很多科研機構都致力于這方面的研究并取得了一定的進展，但是現(xiàn)有的太赫茲波偏振分束器往往結構復雜、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應用的關鍵，因此有必要設計一種結構簡單，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應用需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術偏振分束率比較低，結構復雜，實際制作困難，成本高的不足，提供一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下
螺旋形波導線圈結構的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、倒置Ω形輸入波導，豎直Ω形輸出波導、太極形波導區(qū)域、水平倒置L形波導線圈；太極形波導區(qū)域是由從中心繞出的螺旋形波導線圈組成，太極形波導區(qū)域的出口端與水平倒置L形波導線圈連接，水平倒置L形波導線圈與倒置Ω形輸入波導的凹處耦合連接，太極形波導區(qū)域的出口端與豎直Ω形輸出波導的凹處耦合連接，信號從信號輸入端輸入，分束波分別從第一信號輸出端，第二信號輸出端輸出。所述的波導的材料為硅，波導的厚度均為20 μ πΓ30 μ m。所述的倒置Ω形輸入波導是由左右兩條水平波導和一條凹形波導組成，左側水平波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,右側水平波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20 μ πΓ30 μ m。所述的豎直Ω形輸出波導由上下兩條豎直波導和一條凹形波導組成，上側豎直波導的長度為100μπΓ200μπι，寬度為30μπΓ50μπι，下側豎直波導的長度為200 μ πΓ300 μ m，寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20μπΓ30μπ 。所述的太極形波導區(qū)域的螺旋形波導線圈的寬為30μπΓ50μπ ，波導線圈之間的間距為100 μ πΓ 50 μ m,最外圈的半徑為1200 μ πΓ 500 μ m。所述的水平倒置L形波導線圈的長度為1600 μ πΓ2000 μ m,寬度為800 μ πΓ 200 μ m,波導線圈的寬度為30 μ m 50 μ m,波導線圈之間的間距為200 μ m 300 μ m。本發(fā)明的螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，具有結構簡單，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等優(yōu)點，滿足太赫茲波通信等領域應用的要求。
圖I是螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器的結構示意圖；
圖2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3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。
具體實施例方式如圖I所示，螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器包括信號輸入端I、第一信號輸出端2、第二信號輸出端3、倒置Ω形輸入波導4，豎直Ω形輸出波導5、太極形波導區(qū)域6、水平倒置L形波導線圈7 ;太極形波導區(qū)域6是由從中心繞出的螺旋形波導線圈組成，太極形波導區(qū)域6的出口端與水平倒置L形波導線圈7連接，水平倒置L形波導線圈7與倒置Ω形輸入波導4的凹處耦合連接，太極形波導區(qū)域6的出口端與豎直Ω形輸出波導5的凹處耦合連接，信號從信號輸入端I輸入，分束波分別從第一信號輸出端2，第二信號輸出端3輸出。所述的波導的材料為硅，波導的厚度均為20 μ πΓ30 μ m。所述的倒置Ω形輸入波導4是由左右兩條水平波導和一條凹形波導組成，左側水平波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,右側水平波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20 μ πΓ30 μ m。所述的豎直Ω形輸出波導5由上下兩條豎直波導和一條凹形波導組成，上側豎直波導的長度為100μπΓ200μπι，寬度為30μπΓ50μπι，下側豎直波導的長度為200 μ πΓ300 μ m，寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20 μ πΓ30 μ m。所述的太極形波導區(qū)域6的螺旋形波導線圈的寬為30 μ ηΓ50 μ m,波導線圈之間的間距為100 μ πΓ 50 μ m,最外圈的半徑為1200 μ m 1500 μ m。所述的水平倒置L形波導線圈7的長度為1600 μ πΓ2000 μ m,寬度為800 μ πΓ 200 μ m,波導線圈的寬度為30 μ m 50 μ m,波導線圈之間的間距為200 μ m 300 μ m。實施例I
波導的材料為硅，波導的厚度均為30μπι。倒置Ω形輸入波導是由左右兩條水平波導和一條凹形波導組成，左側水平波導的長度為300 μ m，寬度為50 μ m，右側水平波導的長度為200 μ m,寬度為50 μ m ;凹形波導的長度為200 μ m,寬度為50 μ m,凹形波導的深度為30 μ m。豎直Ω形輸出波導由上下兩條豎直波導和一條凹形波導組成，上側豎直波導的長度為200 μ m,寬度為50 μ m,下側豎直波導的長度為300 μ m,寬度為50 μ m ;凹形波導的長度為300 μ m,寬度為50 μ m,凹形波導的深度為30 μ m。太極形波導區(qū)域的螺旋形波導線圈的寬為50 μ m,波導線圈之間的間距為100 μ m,最外圈的半徑為1200 μ m。水平倒置L形波導線圈的長度為2000 μ m，寬度為1200 μ m，波導線圈的寬度為50 μ m，波導線圈之間的間距為200 μ m。螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器的第一信號輸出端的TE波、TM波 透射率曲線如圖2所示，在O. 6(Tl. 15ΤΗζ頻段TE波最小透射率為O. 992，TM波最大透射率為O. 013。螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器的第二信號輸出端的TM波、TE波透射率曲線如圖3所示，在O. 6(Tl. 15ΤΗζ頻段TM波最小透射率為O. 989，TE波最大透射率為O. 012。
權利要求
1.一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，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)、倒置Ω形輸入波導(4),豎直Ω形輸出波導(5)、太極形波導區(qū)域(6)、水平倒置L形波導線圈(7);太極形波導區(qū)域(6)是由從中心繞出的螺旋形波導線圈組成，太極形波導區(qū)域(6)的出口端與水平倒置L形波導線圈(7)連接，水平倒置L形波導線圈(7)與倒置Ω形輸入波導(4)的凹處耦合連接，太極形波導區(qū)域(6)的出口端與豎直Ω形輸出波導(5)的凹處f禹合連接,信號從信號輸入端(I)輸入,分束波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)權利要求I所述的一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的波導的材料為硅，波導的厚度均為20 μ πΓ30 μ m。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的倒置Ω形輸入波導(4)是由左右兩條水平波導和一條凹形波導組成，左側水平波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m，右側水平波導的長度為100 μ πΓ200 μ m，寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20 μ m 30 μ m。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的豎直Ω形輸出波導(5)由上下兩條豎直波導和一條凹形波導組成，上側豎直波導的長度為100 μ πΓ200 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,下側豎直波導的長度為200 μ πΓ300 μ m，寬度為30 μ πΓ50 μ m ;凹形波導的長度為200 μ πΓ300 μ m,寬度為30 μ πΓ50 μ m,凹形波導的深度為20 μ m 30 μ m。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的太極形波導區(qū)域(6)的螺旋形波導線圈的寬為30μπΓ50μπι，波導線圈之間的間距為100 μ πΓ!50 μ m,最外圈的半徑為1200 μ m 1500 μ m。
6.根據(jù)權利要求I所述的一種螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的水平倒置L形波導線圈(7)的長度為1600 μ πΓ2000 μ m,寬度為800 μ πΓ 200 μ m，波導線圈的寬度為30 μ πΓ50 μ m，波導線圈之間的間距為200 μ πΓ300 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋形波導線圈結構的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，倒置Ω形輸入波導，豎直Ω形輸出波導，太極形波導區(qū)域，水平倒置L形波導線圈；太極形波導區(qū)域是由從中心繞出的螺旋形波導線圈組成，太極形波導區(qū)域的出口端與水平倒置L形波導線圈連接，水平倒置L形波導線圈與倒置Ω形輸入波導的凹處耦合連接，太極形波導區(qū)域的出口端與豎直Ω形輸出波導的凹處耦合連接，信號從信號輸入端輸入，分束波分別從第一信號輸出端，第二信號輸出端輸出。本發(fā)明的螺旋形波導線圈結構的太赫茲波偏振分束器，具有結構簡單，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等優(yōu)點，滿足太赫茲波通信等領域應用的要求。
文檔編號G02B6/27GK102928928SQ201210449769
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權日2012年11月12日
發(fā)明者李九生 申請人:中國計量學院