基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分束器，尤其涉及一種基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲波譜位于微波和紅外輻射之間。在電子學(xué)領(lǐng)域，這一頻段的電磁波又被稱為毫米波和亞毫米波；而在光譜學(xué)領(lǐng)域，它也被稱為遠紅外輻射。一般所謂的太赫茲波段，其頻率范圍為0.1?10THZ。在20世紀(jì)80年代中期以前，由于缺乏有效的THz輻射產(chǎn)生方法和檢測方法，人們對該波段的特性知之甚少，以至于該波段被稱為電磁波譜中的THz空隙。THz波介于微波與遠紅外光之間，它集成了微波通信與光通信的優(yōu)點，相比較于微波通信而言:THz通信傳輸?shù)娜萘看?，可提供高達lOGb/s的無線傳輸速率，比當(dāng)前的超寬帶技術(shù)快幾百甚至上千倍；THz波束更窄，方向性更好，可以探測更小的目標(biāo)以及更精確地定位；THz波具有更好的保密性及抗干擾能力。相比較于光通信而言:THz波具有很好的穿透沙塵煙霧的能力，因此可以在大風(fēng)沙塵以及濃煙等惡劣環(huán)境下進行正常通信工作，特別適合局域網(wǎng)的寬帶移動通訊。目前，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。
[0003]太赫茲波分路器是一類重要的太赫茲波功能器件，近年來太赫茲波分路器已成為國內(nèi)外研究的熱點和難點。然而現(xiàn)有的太赫茲波分路器大都存在著結(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、分路效率尚、成本低、尺寸小的太赫茲波分路器意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器，技術(shù)方案如下:
[0005]基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器，包括孔狀鏤空平板、空氣孔、信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端、第五信號輸出端、第一折線波導(dǎo)、第一直線波導(dǎo)、第二直線波導(dǎo)、第三直線波導(dǎo)、第二折線波導(dǎo)、第一空氣孔組合、第二空氣孔組合、第三空氣孔組合、第四空氣孔組合、第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔；在去除部分二維周期排列的空氣孔后，孔狀鏤空平板上形成了第一折線波導(dǎo)、第一直線波導(dǎo)、第二直線波導(dǎo)、第三直線波導(dǎo)、第二折線波導(dǎo)；
[0006]第一諧振腔、第二諧振腔、第三諧振腔、第四諧振腔均由24個呈等邊三角形分布的半徑較大的空氣孔和6個在諧振腔中心呈正六邊形的分布的半徑較小的空氣孔構(gòu)成；第一折線波導(dǎo)的左端設(shè)有第一信號輸出端，第一直線波導(dǎo)的左端設(shè)有第二信號輸出端，第二直線波導(dǎo)的左端設(shè)有信號輸入端，第二直線波導(dǎo)的右端設(shè)有第五信號輸出端，第三直線波導(dǎo)的左端設(shè)有第三信號輸出端，第二折線波導(dǎo)的左端設(shè)有第四信號輸出端，第一諧振腔位于第一直線波導(dǎo)與第二直線波導(dǎo)之間，第二諧振腔位于第二直線波導(dǎo)與第三直線波導(dǎo)之間，第三諧振腔位于第一折線波導(dǎo)與第二直線波導(dǎo)之間，第四諧振腔位于第二直線波導(dǎo)與第二折線波導(dǎo)之間，第一空氣孔組合、第二空氣孔組合、第三空氣孔組合、第四空氣孔組合均由4個空氣孔呈120°角分布，且相鄰的兩個空氣孔之間的間距相同；孔狀鏤空平板的其余部位設(shè)有呈等邊三角形周期排列的空氣孔；不同諧振腔中空氣孔的半徑和相鄰的空氣孔之間的間距均不相等，由此實現(xiàn)不同諧振腔諧振頻率的不同，進而實現(xiàn)分路器的功能。
[0007]所述的孔狀鏤空平板的材料為砷化鎵，折射率為3.24。所述的其余部位設(shè)有的呈等邊三角形周期排列的空氣孔半徑為27 μπι?29 μπι，空氣孔圓心之間的距離為79 μπι?81 μπι。所述的第一空氣孔組合、第二空氣孔組合、第三空氣孔組合、第四空氣孔組合中相鄰兩個空氣孔圓心之間的距離為64 μπι?66 μπι。所述的第一諧振腔中半徑較大的空氣孔的半徑為27 μm?29 μm，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為79 μm?81 μπι，半徑較小的空氣孔的半徑為20 μπι?21 μm，半徑較小的空氣孔與相鄰的半徑較大的空氣孔之間的距離為65 μπι?66 μπι。所述的第二諧振腔中半徑較大的空氣孔的半徑為31 μπι?32 μπι，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為89 μπι?91 μπι,半徑較小的空氣孔的半徑為23 μπι?24 μπι，半徑較小的空氣孔與相鄰的半徑較大的空氣孔之間的距離為73 μπι?74 μπι。所述的第三諧振腔中半徑較大的空氣孔的半徑為34 μπι?36 μπι，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為99 μπι?101 μπι，半徑較小的空氣孔的半徑為25 μπι?27 μπι，半徑較小的空氣孔與相鄰的半徑較大的空氣孔之間的距離為81 μπι?83 μm0所述的第四諧振腔中半徑較大的空氣孔的半徑為38 μπι?39 μπι，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為109μηι?111 μm，半徑較小的空氣孔的半徑為28 μm?29 μm，半徑較小的空氣孔與相鄰的半徑較大的空氣孔之間的距離為90 μπι?91 μπι。
[0008]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、可調(diào)、性能高，尺寸小，成本低、易于集成等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0009]圖1是基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是第四信號輸出端的輸出功率圖；
[0011]圖3是第三信號輸出端的輸出功率圖；
[0012]圖4是第二信號輸出端的輸出功率圖；
[0013]圖5是第一信號輸出端的輸出功率圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，基于孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的太赫茲波分路器，包括孔狀鏤空平板1、空氣孔
2、信號輸入端3、第一信號輸出端4、第二信號輸出端5、第三信號輸出端6、第四信號輸出端7、第五信號輸出端8、第一折線波導(dǎo)9、第一直線波導(dǎo)10、第二直線波導(dǎo)11、第三直線波導(dǎo)12、第二折線波導(dǎo)13、第一空氣孔組合14、第二空氣孔組合15、第三空氣孔組合16、第四空氣孔組合17、第一諧振腔18、第二諧振腔19、第三諧振腔20、第四諧振腔21 ;在去除部分二維周期排列的空氣孔2后，孔狀鏤空平板1上形成了第一折線波導(dǎo)9、第一直線波導(dǎo)10、第二直線波導(dǎo)11、第三直線波導(dǎo)12、第二折線波導(dǎo)13 ；
[0015]第一諧振腔18、第二諧振腔19、第三諧振腔20、第四諧振腔21均由24個呈等邊三角形分布的半徑較大的空氣孔和6個在諧振腔中心呈正六邊形的分布的半徑較小的空氣孔構(gòu)成；第一折線波導(dǎo)9的左端設(shè)有第一信號輸出端4，第一直線波導(dǎo)10的左端設(shè)有第二信號輸出端5，第二直線波導(dǎo)11的左端設(shè)有信號輸入端3，第二直線波導(dǎo)11的右端設(shè)有第五信號輸出端8，第三直線波導(dǎo)12的左端設(shè)有第三信號輸出端6，第二折線波導(dǎo)13的左端設(shè)有第四信號輸出端7，第一諧振腔18位于第一直線波導(dǎo)10與第二直線波導(dǎo)11之間，第二諧振腔19位于第二直線波導(dǎo)11與第三直線波導(dǎo)12之間，第三諧振腔20位于第一折線波導(dǎo)9與第二直線波導(dǎo)11之間，第四諧振腔21位于第二直線波導(dǎo)11與第二折線波導(dǎo)13之間，第一空氣孔組合14、第二空氣孔組合15、第三空氣孔組合16、第四空氣孔組合17均由4個空氣孔2呈120°角分布，且相鄰的兩個空氣孔2之間的間距相同；孔狀鏤空平板I的其余部位設(shè)有呈等邊三角形周期排列的空氣孔2 ;不同諧振腔中空氣孔的半徑和相鄰的空氣孔之間的間距均不相等，由此實現(xiàn)不同諧振腔諧振頻率的不同，進而實現(xiàn)分路器的功能。
[0016]所述的孔狀鏤空平板I的材料為砷化鎵，折射率為3.24。所述的其余部位設(shè)有的呈等邊三角形周期排列的空氣孔2半徑為27 μπι?29 μπι，空氣孔2圓心之間的距離為79μπι?81 μπι。所述的第一空氣孔組合14、第二空氣孔組合15、第三空氣孔組合16、第四空氣孔組合17中相鄰兩個空氣孔2圓心之間的距離為64 μ m?66 μ m。所述的第一諧振腔18中半徑較大的空氣孔的半徑為27 μπι?29 μπι，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為79 μ m?81 μ m，半徑較小的空氣孔的半徑為20 μ m?21 μ m，半徑較小的空氣孔與相鄰的半徑較大的空氣孔之間的距離為65 μπι?66 μπι。所述的第二諧振腔19中半徑較大的空氣孔的半徑為31 μπι?32 μπι，相鄰兩個半徑較大的空氣孔之間圓心的距離為89 μπι?91 μm，半徑較小的空氣孔的半徑為23 μπι?24 μ