二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器。它包括第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶、二氧化硅層、基底層、信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端；基底層的上層為二氧化硅層，二氧化硅層上鋪有第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶；通過調(diào)節(jié)施加在第二二硫化鉬條帶與基底層、第三二硫化鉬條帶與基底層的偏置直流電源電壓，調(diào)節(jié)二硫化鉬片的有效介電常數(shù)，實現(xiàn)太赫茲信號可調(diào)功分。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尺寸小，隔離度高，設(shè)計原理簡單等優(yōu)點。
【專利說明】
二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及太赫茲波功分器，尤其涉及一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲技術(shù)是二十世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的一種新技術(shù)。太赫茲波獨特的頻率范圍(位于微波頻段和光頻段之間)覆蓋了多數(shù)大分子物質(zhì)的分子振動和轉(zhuǎn)動光譜，因此多數(shù)大分子物質(zhì)在太赫茲頻段無論其吸收譜、反射譜還是發(fā)射譜都具有明顯的指紋譜特性，這一點是微波所不具備的。太赫茲脈沖光源與傳統(tǒng)光源相比具有很多獨特的性質(zhì)，如:瞬態(tài)性、寬帶性、相干性、低能性等，這些特點決定了太赫茲技術(shù)在很多基礎(chǔ)研究領(lǐng)域、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、通信領(lǐng)域以及生物領(lǐng)域中有相當(dāng)重要的應(yīng)用前景。因此太赫茲技術(shù)以及太赫茲器件的研究逐漸成為世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點。
[0003]太赫茲波功分器是一類重要的太赫茲波功能器件，近年來太赫茲波功分器已成為國內(nèi)外研究的熱點和難點。然而現(xiàn)有的太赫茲波功分器大都存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功分效率低、成本尚等諸多缺點，所以研究結(jié)構(gòu)簡單、功分效率尚、成本低、尺寸小，具有可調(diào)性能的太赫茲波功分器意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型提供一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，技術(shù)方案如下:
[0005]二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器包括基底層、二氧化硅層、第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶、信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端;基底層的上層為二氧化硅層，二氧化硅層的上層鋪有第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶，第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶和第五二硫化鉬條帶相互平行分布，且相鄰兩條平行條帶的距離相等，第二二硫化鉬條帶位于第一二硫化鉬條帶和第四二硫化鉬條帶之間，第三二硫化鉬條帶位于第一二硫化鉬條帶和第五二硫化鉬條帶之間，第一二硫化鉬條帶的左端與二氧化硅層的左側(cè)中部相連，第四二硫化鉬條帶和第五二硫化鉬條帶的右端均與二氧化硅層的右側(cè)相連，第二二硫化鉬條帶的左端與二氧化硅層左側(cè)的距離和第三二硫化鉬條帶的左端與二氧化硅層左側(cè)的距離相等，第一二硫化鉬條帶的左端設(shè)有信號輸入端，第四二硫化鉬條帶的右端設(shè)有第一信號輸出端，第五二硫化鉬條帶的右端設(shè)有第二信號輸出端;太赫茲信號從信號輸入端輸入，從第一信號輸出端和第二信號輸出端輸出，第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶分別與基底之間設(shè)有偏置直流電壓源，在改變外加偏置直流電壓源電壓的情況下會改變第二二硫化鉬條帶和第三二硫化鉬條帶的有效介電常數(shù)，從而可以控制太赫茲波的從第一信號輸出端和第二信號輸出端輸出的功率，實現(xiàn)可調(diào)功分效果。
[0006]所述的基底層的材料為P型硅材料，長度為4.9?5.1wn，寬度為3.9?4.1wn，厚度為I?2μηι。所述的二氧化娃層的長度為4.9?5.Ιμ??，寬度為3.9?4.Ιμ??，厚度為I?2μηι。所述的第一二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶和第五二硫化鉬條帶的尺寸相同，長度均為1.9?2.Ιμπι，寬度均為0.0l?0.02μπι。所述的第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶的尺寸相同，長度均為2.9?3.Ιμπι，寬度均為0.01?0.02μηι。所述的第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶之間相鄰平行條帶間的距離為0.1?0.2μπι。所述的第二二硫化鉬條帶和第三二硫化鉬條帶的左端與二氧化硅層的左側(cè)的距離均為0.9?1.Ιμπι。
【附圖說明】

:
[0007]圖1是二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器的俯視圖；
[0009]圖3是實施例1中功分器在第一信號輸出端和第二信號輸出端的太赫茲波傳輸率為1:1時，傳輸時的表面電場強(qiáng)度分布圖；
[0010]圖4是實施例1中功分器在第一信號輸出端和第二信號輸出端的太赫茲波傳輸率為1:3時，傳輸時的表面電場強(qiáng)度分布圖；
[0011]圖5是實施例1中功分器在太赫茲波全部從第二信號輸出端輸出時，傳輸時的表面電場強(qiáng)度分布圖；
[0012]圖6是實施例1中功分器在太赫茲波全部從第一信號輸出端輸出時，傳輸時的表面電場強(qiáng)度分布圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1?2所示，二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器包括基底層1、二氧化硅層
2、第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6、第五二硫化鉬條帶7、信號輸入端8、第一信號輸出端9、第二信號輸出端10;基底層I的上層為二氧化硅層2，二氧化硅層2的上層鋪有第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6、第五二硫化鉬條帶7，第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6和第五二硫化鉬條帶7相互平行分布，且相鄰兩條平行條帶的距離相等，第二二硫化鉬條帶4位于第一二硫化鉬條帶3和第四二硫化鉬條帶6之間，第三二硫化鉬條帶5位于第一二硫化鉬條帶3和第五二硫化鉬條帶7之間，第一二硫化鉬條帶3的左端與二氧化硅層2的左側(cè)中部相連，第四二硫化鉬條帶6和第五二硫化鉬條帶7的右端均與二氧化硅層2的右側(cè)相連，第二二硫化鉬條帶4的左端與二氧化硅層2左側(cè)的距離和第三二硫化鉬條帶5的左端與二氧化硅層2左側(cè)的距離相等，第一二硫化鉬條帶3的左端設(shè)有信號輸入端8，第四二硫化鉬條帶6的右端設(shè)有第一信號輸出端9，第五二硫化鉬條帶7的右端設(shè)有第二信號輸出端10;太赫茲信號從信號輸入端8輸入，從第一信號輸出端9和第二信號輸出端10輸出，第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5分別與基底I之間設(shè)有偏置直流電壓源，在改變外加偏置直流電壓源電壓的情況下會改變第二二硫化鉬條帶4和第三二硫化鉬條帶5的有效介電常數(shù)，從而可以控制太赫茲波的從第一信號輸出端9和第二信號輸出端10輸出的功率，實現(xiàn)可調(diào)功分效果。
[0014]所述的基底層I的材料為P型硅材料，長度為4.9?5.Ιμπι，寬度為3.9?4.1ym，厚度為I?2μηι。所述的二氧化娃層2的長度為4.9?5.1μηι，寬度為3.9?4.1μηι，厚度為I?2μηι。所述的第一二硫化鉬條帶3、第四二硫化鉬條帶6和第五二硫化鉬條帶7的尺寸相同，長度均為1.9?2.Ιμπι，寬度均為0.0l?0.02μπι。所述的第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5的尺寸相同，長度均為2.9?3.Ιμπι，寬度均為0.01?0.02μπι。所述的第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6、第五二硫化鉬條帶7之間相鄰平行條帶間的距離為0.1?0.2μπι。所述的第二二硫化鉬條帶4和第三二硫化鉬條帶5的左端與二氧化硅層2的左側(cè)的距離均為0.9?1.Ιμπι。
[0015]實施例1
[0016]二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器:
[0017]如圖1?2所示，二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器包括基底層1、二氧化硅層
2、第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6、第五二硫化鉬條帶7、信號輸入端8、第一信號輸出端9、第二信號輸出端10;基底層I的上層為二氧化硅層2，二氧化硅層2的上層鋪有第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6、第五二硫化鉬條帶7，第一二硫化鉬條帶3、第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5、第四二硫化鉬條帶6和第五二硫化鉬條帶7相互平行分布，且相鄰兩條平行條帶的距離相等，第二二硫化鉬條帶4位于第一二硫化鉬條帶3和第四二硫化鉬條帶6之間，第三二硫化鉬條帶5位于第一二硫化鉬條帶3和第五二硫化鉬條帶7之間，第一二硫化鉬條帶3的左端與二氧化硅層2的左側(cè)中部相連，第四二硫化鉬條帶6和第五二硫化鉬條帶7的右端均與二氧化硅層2的右側(cè)相連，第二二硫化鉬條帶4的左端與二氧化硅層2左側(cè)的距離和第三二硫化鉬條帶5的左端與二氧化硅層2左側(cè)的距離相等，第一二硫化鉬條帶3的左端設(shè)有信號輸入端8，第四二硫化鉬條帶6的右端設(shè)有第一信號輸出端9，第五二硫化鉬條帶7的右端設(shè)有第二信號輸出端10;太赫茲信號從信號輸入端8輸入，從第一信號輸出端9和第二信號輸出端10輸出，第二二硫化鉬條帶4、第三二硫化鉬條帶5分別與基底I之間設(shè)有偏置直流電壓源。
[0018]基底層的材料為P型硅材料，長度為5μπι，寬度為4μπι，厚度為Ιμπι。二氧化硅層的長度為5μηι，寬度為4μηι，厚度為Ιμπι。第一二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶和第五二硫化鉬條帶的尺寸相同，長度均為2μι，寬度均為0.Ο?μπι。第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶的尺寸相同，長度均為3μηι，寬度均為0.Ο?μπι。第一二硫化鉬條帶、第二二硫化鉬條帶、第三二硫化鉬條帶、第四二硫化鉬條帶、第五二硫化鉬條帶之間相鄰平行條帶間的距離為0.15μπι。第二二硫化鉬條帶和第三二硫化鉬條帶的左端與二氧化硅層的左側(cè)的距離均為Ιμπι。二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器的各項性能指標(biāo)采用COMSOL Multiphy si Cs軟件進(jìn)行測試，結(jié)果顯示，取工作頻率為7ΤΗζ，通過分別調(diào)節(jié)第二二硫化鉬條帶上的偏置電壓和第三二硫化鉬條帶上的偏置電壓，得到第一信號輸出端和第二信號輸出端的太赫茲波傳輸率為1:1時，其表面電場強(qiáng)度分別如附圖3所示;第一信號輸出端和第二信號輸出端的太赫茲波傳輸率為1:3時，其表面電場強(qiáng)度分別如附圖4所不;太赫茲波全部從第二信號輸出端輸出時，其表面電場強(qiáng)度分別如附圖5所不；太赫茲波全部從第一信號輸出端輸出時，其表面電場強(qiáng)度分別如附圖6所示。功分器的隔離度高達(dá)39.86dB，實現(xiàn)了可調(diào)功分的效果。
【主權(quán)項】
1.一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于包括基底層(I)、二氧化硅層(2)、第一二硫化鉬條帶(3)、第二二硫化鉬條帶(4)、第三二硫化鉬條帶(5)、第四二硫化鉬條帶(6)、第五二硫化鉬條帶(7)、信號輸入端(8)、第一信號輸出端(9)、第二信號輸出端(10);基底層(I)的上層為二氧化硅層(2)，二氧化硅層(2)的上層鋪有第一二硫化鉬條帶(3)、第二二硫化鉬條帶(4)、第三二硫化鉬條帶(5)、第四二硫化鉬條帶(6)、第五二硫化鉬條帶(7)，第一二硫化鉬條帶(3)、第二二硫化鉬條帶(4)、第三二硫化鉬條帶(5)、第四二硫化鉬條帶(6)和第五二硫化鉬條帶(7)相互平行分布，且相鄰兩條平行條帶的距離相等，第二二硫化鉬條帶(4)位于第一二硫化鉬條帶(3)和第四二硫化鉬條帶(6)之間，第三二硫化鉬條帶(5)位于第一二硫化鉬條帶(3)和第五二硫化鉬條帶(7)之間，第一二硫化鉬條帶(3)的左端與二氧化硅層(2)的左側(cè)中部相連，第四二硫化鉬條帶(6)和第五二硫化鉬條帶(7)的右端均與二氧化硅層(2)的右側(cè)相連，第二二硫化鉬條帶(4)的左端與二氧化硅層(2)左側(cè)的距離和第三二硫化鉬條帶(5)的左端與二氧化硅層(2)左側(cè)的距離相等，第一二硫化鉬條帶(3)的左端設(shè)有信號輸入端(8)，第四二硫化鉬條帶(6)的右端設(shè)有第一信號輸出端(9)，第五二硫化鉬條帶(7)的右端設(shè)有第二信號輸出端(10);太赫茲信號從信號輸入端(8)輸入，從第一信號輸出端(9)和第二信號輸出端(1)輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的基底層(I)的材料為P型硅材料，長度為4.9?5.lwii，寬度為3.9?4.lwn，厚度為I?2μmD3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的二氧化硅層(2)的長度為4.9?5.1μπι，寬度為3.9?4.1μπι，厚度為I?2μπι。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的第一二硫化鉬條帶(3)、第四二硫化鉬條帶(6)和第五二硫化鉬條帶(7)的尺寸相同，長度均為1.9?2.Ιμπι，寬度均為0.01?0.02μηι。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的第二二硫化鉬條帶(4)、第三二硫化鉬條帶(5)的尺寸相同，長度均為2.9?3.Ιμπι，寬度均為 0.01?0.02μηι。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的第一二硫化鉬條帶(3)、第二二硫化鉬條帶(4)、第三二硫化鉬條帶(5)、第四二硫化鉬條帶(6)、第五二硫化鉬條帶(7)之間相鄰平行條帶間的距離為0.1?0.2μπι。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二硫化鉬條帶結(jié)構(gòu)可調(diào)太赫茲波功分器，其特征在于所述的第二二硫化鉬條帶(4)和第三二硫化鉬條帶(5)的左端與二氧化硅層(2)的左側(cè)的距離均為0.9?1.Ιμπι。
【文檔編號】H01P5/12GK205691814SQ201620682542
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月22日 公開號201620682542.6, CN 201620682542, CN 205691814 U, CN 205691814U, CN-U-205691814, CN201620682542, CN201620682542.6, CN205691814 U, CN205691814U
【發(fā)明人】吳爽
【申請人】中國計量大學(xué)