[發(fā)明專利]八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210564190.0
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103018927A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設計）人: 李九生
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;H01P1/10
• 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(fā)明涉及太赫茲波開關，尤其涉及一種八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關。

背景技術

太赫茲波是指頻率在0.1～10?THz、波長為30μm~3mm的電磁波，在電磁波譜中位于微波與紅外光之間，在電子學領域，太赫茲波也被稱為毫米波或亞毫米波；而在光學領域，它又被稱為遠紅外光。太赫茲波在自然界中是廣泛存在的，絕大多數(shù)物體在室溫下的熱輻射頻率大約在6?THz左右，宇宙大爆炸中產生的宇宙背景輻射有一半屬于太赫茲波段。盡管太赫茲輻射充斥著自然界，但在20世紀80年代中期以前，由于缺乏高能量、高效率、室溫下穩(wěn)定運轉的太赫茲輻射源以及有效的太赫茲波探測技術，太赫茲技術及應用研究進展非常緩慢，相關的文獻報道也屈指可數(shù)，太赫茲波段成為寬廣的電磁波譜中唯一一塊尚未充分開發(fā)利用的波段，被科學界稱為電磁波譜最后的“太赫茲空隙”。太赫茲波既有微波、紅外光、可見光所共有的一些性質，又有其它波段無法比擬的特性，這些優(yōu)越的特性使太赫茲波具有非常重要的學術研究價值和實際應用價值。

太赫茲波無線通信可以獲得10Gb/s?以上的傳輸速度速率，比當前的超寬帶技術還要快幾百至一千多倍，因此研發(fā)未來的太赫茲波段無線通信系統(tǒng)可以有效地滿足信息社會對高速率超寬帶的需求。然而，在應用太赫茲波解決實際問題時,太赫茲波導、相位調制器以及開關等功能性器件是實現(xiàn)整個系統(tǒng)功能所必不可少的器件，因此近年來在全世界范圍內掀起了一個研究太赫茲通信系統(tǒng)及器件的熱潮。而太赫茲波開關裝置作為未來太赫茲波通信系統(tǒng)的重要器件，相關研究至今幾乎還是空白，因此設計性能優(yōu)良的太赫茲波開關是目前研究的趨勢。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術難以集成，結構復雜，實際制作困難，成本高的不足，提供一種八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關包括第一信號輸入端，激光輸入輸入端，信號輸出端，基板，波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結構波導；基板上設有波導傳輸帶、八爪圓環(huán)結構波導，八爪圓環(huán)結構波導是由圓環(huán)波導、八卦型矩形耦合波導和J形波導組成，八卦型矩形耦合波導包括8個矩形耦合波導塊，8個矩形耦合波導塊以圓環(huán)波導的中心為中心排列，8個矩形耦合波導塊的末端分別于8個J形波導一端耦合連接，8個J形波導的另一端與圓環(huán)波導耦合連接；太赫茲波信號從第一信號輸入端輸入，當無外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為0.46THz的太赫茲波經(jīng)波導傳輸帶從信號輸出端輸出，當有外加激光從激光輸入端輸入時，頻率為0.46THz的太赫茲波經(jīng)不能從信號輸出端輸出，實現(xiàn)開關通斷功能。

所述的基板的長度為3000μm~3500μm，寬度為1600μm~1800μm。所述的波導傳輸帶，八爪圓環(huán)結構波導的厚度為10μm~15μm。所述的波導傳輸帶的長度為3000μm~3500μm，寬度為200μm~300μm。所述的由圓環(huán)波導的外圓半徑為450μm~500μm，內圓半徑為350μm~450μm。所述的矩形耦合波導塊包括4個矩形波導，矩形波導的長度為80μm~120μm，寬度為40μm~60μm，矩形波導之間的距離為10μm~15μm。所述的J形波導（10）的高度為150μm~200μm，J形下端半圓的半徑為50μm~60μm。

本發(fā)明的八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關，具有結構簡單，尺寸小，成本低，便于制作等優(yōu)點。

附圖說明：

圖1是八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關的立體結構示意圖；

圖2是激光輸入端輸入激光示意圖；

圖3是八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關的平面結構示意圖；

圖4是八爪圓環(huán)結構波導組成結構示意圖；

圖5是八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關通狀態(tài)下的性能曲線；

圖6是八爪圓環(huán)結構的太赫茲波開關斷狀態(tài)下的性能曲線。

具體實施方式