[發明專利]太赫茲低損耗彎曲波導

有效

• 申請號: 201310360908.9
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN103457009A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陳麟;朱亦鳴;高春梅;徐嘉明
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H01P3/14
• 分類號: H01P3/14;G02B6/125
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

技術領域

本發明涉及一種太赫茲低損耗彎曲波導。

背景技術

太赫茲（THz）波是位于微波和遠紅外線之間的電磁波。近年來，隨著超快激光技術的發展，使得太赫茲脈沖的產生有了穩定、可靠的激發光源，使人們能夠研究太赫茲。太赫茲在生物醫學、安全監測、無損傷探測、天文學、光譜與成像技術以及信息科學等領域有著廣泛的應用。太赫茲波導是太赫茲應用的一種基本的傳輸器件并且是太赫茲通信系統的關鍵器件。國際上，Maier等人于2008年研究了太赫茲波在結構化金屬表面的傳播特性(Nature?Photonics,2,175-179,2008)，Nahata等于2011年研究了矩形凹槽陣列上的偽表面等離子波導（Optics?Express，19,1072-1080,2011），但是所有這些結構的橫向電尺寸較大，導致在彎曲的情況下損耗較大。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有的波導在彎曲的情況下損耗較大的缺陷。

為了實現這一目的，本發明提供了一種太赫茲低損耗彎曲波導，其包括外側波導板和內側波導板，外側波導板和內側波導板均為彎曲的金屬板并且彎曲部為圓弧狀，外側波導板和內側波導板彼此相距地平行布置，在外側波導板和內側波導板的彼此相對的表面上分別設有周期性凹槽。

優選地，外側波導板和內側波導板的金屬材質為鋁、銅、銀、鐵、鎳中的一種。

根據本發明的一優選實施例中，波導的彎曲角度為直角，彎曲半徑大于500μm。

根據本發明的一優選實施例中，其中外側波導板和內側波導板形狀類似，外側波導板上的凹槽和內側波導板上的凹槽的尺寸和間隔周期均相同。

根據本發明的一優選實施例中，外側波導板上的凹槽和內側波導板上的凹槽關于外側波導板和內側波導板之間的中心線對稱。

根據本發明的一優選實施例中，凹槽的寬度為50～500μm，深度為50～500μm，長度為不低于500μm；其中凹槽的寬度優選為152μm，深度優選為274μm。

根據本發明的一優選實施例中，凹槽的周期性間隔優選為475μm。

根據本發明的一優選實施例中，外側波導板的彎曲部兩個表面的圓弧半徑分別為0.8mm和1.2mm，而內側波導板的彎曲部兩個表面的圓弧半徑分別為0.2mm和0.6mm。

根據本發明的一優選實施例中，外側波導板與內側波導板之間的間距為0.1～0.5mm，板間及凹槽內媒質為空氣。

與現有技術相比，根據本發明的技術方案，不僅降低了太赫茲波彎曲損耗，而且結構簡單、使用方便、成本低廉。

附圖說明

圖1以立體圖示意性示出了根據本發明一優選實施例的太赫茲低損耗彎曲波導的結構；

圖2以側視圖進一步示意性示出了根據本發明一優選實施例的太赫茲低損耗彎曲波導的結構。

具體實施方式

下面結合附圖詳細描述本發明的太赫茲低損耗彎曲波導。本領域技術人員應當理解，下面描述的實施例僅是對本發明的示例性說明，而非用于對其作出任何限制。

如圖1所示，在根據本發明的一優選實施例中，太赫茲低損耗彎曲波導包括兩個金屬板即外側波導板1和內側波導板2，這兩個金屬板均是彎曲的金屬板，彎曲部（拐角處）為圓弧狀，外側波導板1和內側波導板2平行放置并且外側波導板1和內側波導板2之間有一定的間隙，在外側波導板1和內側波導板2的相對的表面上設有周期性凹槽，也就是在外側波導板1的內表面上設有周期性凹槽11以及在內側波導板2的外表面上設有周期性凹槽21。另外，可以理解的是，凹槽的數量可根據實際所需的傳輸長度來確定，這里的傳輸長度指的是實際應用中太赫茲信號的傳輸長度，也就是波導的長度。

其中，外側波導板1和內側波導板2的形狀可相類似，外側波導板1上的凹槽11和內側波導板2上的凹槽21的尺寸和間隔周期可均相同。優選地，凹槽11和凹槽21關于外側波導板1和內側波導板2之間的中心線呈對稱狀態分布。

太赫茲波以橫磁波模式從外側波導板1和內側波導板2的一端輸入，進入外側波導板1和內側波導板2之間的間隙后形成表面波在該間隙中傳輸，進而傳送到外側波導板1和內側波導板2的另一端，從而實現太赫茲波的低彎曲損耗傳輸。

需要指出的是，彎曲的金屬板（也就是外側波導板1和內側波導板2）的彎曲角度可以為任意角度，例如90°。

波導的彎曲半徑優選大于500μm，這里，波導的彎曲半徑指的是外側波導板1和內側波導板2之間的中心線在彎曲部分的彎曲半徑。