[發明專利]三個三角形結構的太赫茲波偏振分束器

有效

• 申請號: 201210449960.7
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102928929A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李九生
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及分束器，尤其涉及一種三個三角形結構的太赫茲波偏振分束器。

背景技術

太赫茲波或稱為太赫茲射線是從上個世紀80年代中后期才被正式命名的，在此以前科學家們統稱為遠紅外射線。太赫茲波是指頻率在0.1THz~10THz（波長在30μm?~?3mm）范圍的電磁波，介于微波與紅外之間。實際上，在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到這一波段，紅外光譜到達9μm和20μm，之后又有到達50μm的記載。之后的近百年時間，遠紅外技術取得了許多成果，并且已經產業化。但是涉及太赫茲波段的研究結果和數據非常少，主要是受到有效太赫茲產生源和靈敏探測器的限制，因此這一波段也被稱為太赫茲間隙。隨著上世紀80年代一系列新技術、新材料的發展，特別是超快技術的發展，獲得寬帶穩定的脈沖太赫茲源成為一種準常規技術，太赫茲技術得以迅速發展。與微波和紅外相比，太赫茲波具有很多獨特的特性：低能性、相干性、瞬態性、透射性等，使得它在成像、醫學診斷、通信、天文等領域都有著廣闊的應用前景。目前的無線通信寬帶已無法滿足人們對高速率無線通信的需求，由于太赫茲波在無線傳輸速度上可以達到10Gb/s，比當前寬帶技術要快幾百至一千多倍，因此研發太赫茲波段無線通信系統能夠有效地滿足未來信息社會對超寬帶高速率的需求，具有廣闊的應用前景和實際價值。

太赫茲波偏振分束器是太赫茲波通信系統中非常重要的太赫茲波器件，目前國內外很多科研機構都致力于太赫茲偏振分束器的研究并取得了一定的進展，但是這些器件透射率比較低、結構復雜、成本高、體積大、難以制作。因此有必要設計一種結構簡單，尺寸小、分束效率高的太赫茲偏振分束器以滿足未來太赫茲波通信技術應用需要。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術透射率比較低，結構復雜，實際制作過程困難，成本較高的不足，提供一種高分束率的三個三角形結構的太赫茲波偏振分束器。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

三個三角形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、第一直波導、第二直波導、第三直波導、第四直波導、第一圓弧形波導、第二圓弧形波導、第一等邊三角形波導、第二等邊三角形波導、第三等邊三角形波導；第一直波導的右端連接在第一圓弧形波導下端點；第一等邊三角形波導、第二等邊三角形波導、第三等邊三角形波導共用一個頂點，并與第一圓弧形波導的上端相連；第一等邊三角形波導的一邊的一半作為第二等邊三角形波導的一條邊，第二等邊三角形波導的另一邊的一半作為第三等邊三角形波導的一條邊；第二圓弧形波導的上端連接在第一等邊三角形波導的一邊上，第二圓弧形波導的下端連接在第二直波導的右端；第二直波導的左端連接在第三直波導上；第四直波導放置在第二圓弧形波導的右上方；太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入，TE波從第一信號輸出端輸出、TM波從第二信號輸出端輸出，獲得偏振分束的功能。

所述的第一直波導的長度為280~300μm，寬度為35~40μm，高度為30~35μm；所述的第二直波導的長度為90~100μm，寬度為35~40μm，高度為30~35μm；所述的第三直波導的長度為180~200μm，寬度為35~40μm，高度為30~35μm；所述的第四直波導的長度為280~300μm，寬度為35~40μm，高度為30~35μm。所述的第一圓弧形波導的內徑為270~280μm，外徑為300~310μm，所對的圓心角為6°-~10°；所述的第二圓弧形波導的內徑為270~280μm，外徑為300~310μm，所對的圓心角為310°~315°。所述的第一等邊三角形波導的內邊長為180~190μm，外邊長為210~220μm。所述的第二等邊三角形波導的內邊長為90~95μm，外邊長為105~110μm。所述的第三等邊三角形波導的內邊長為90~95μm，外邊長為105~110μm。所述的第四直波導與第二圓弧形波導之間的距離為20~30μm。所述的第一直波導、第二直波導、第三直波導、第四直波導、第一圓弧形波導、第二圓弧形波導、第一等邊三角形波導、第二等邊三角形波導、第三等邊三角形波導的材料均為硅。

本發明的三個三角形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，便于制作等優點。

附圖說明

圖1是三個三角形結構的太赫茲波偏振分束器的二維平面示意圖；

圖2是三個三角形結構的太赫茲波偏振分束器的第一信號輸出端的TE波、TM波輸出功率曲線；