[實用新型]一種用于微帶和表面等離子激元相互轉換的裝置

有效

• 申請號: 201320323394.5
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN203277612U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 崔鐵軍;廖臻
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01P5/10
• 分類號: H01P5/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本實用新型涉集成電路和表面波技術，尤其是一種將微帶線與二維表面等離激元連接的微帶/二維表面等離激元轉換器。

背景技術

表面等離激元(Surface?Plasmon?Polaritons，SPPs)不受衍射極限的限制，因而可用于構造小型化元件，在表面技術和通信技術等方面有重要應用。采用二維平面等離子體極化激元制成的金屬薄膜來傳播表面等離激元，可在不同頻段實現不同的功能器件和電路，其柔韌易彎折，加工方便易于集成，且具有較高傳輸效率。

微帶線是常用的傳輸線，實際應用中有將微帶線與二維表面等離激元混合使用的需求。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型要提出一種用于微帶和表面等離子激元相互轉換的裝置，以滿足上述需求。

技術方案：一種用于微帶和表面等離子激元相互轉換的裝置，包括介質基板、設置在所述介質基板一面的微帶巴倫、與所述微帶巴倫連接的兩段金屬漸變線、連接于一段金屬漸變線一端的金屬光柵和連接于另一段金屬漸變線一端的金屬尖劈，以及設置在介質基板另一面的金屬地；所述金屬光柵設有非周期性凹槽區和周期性凹槽區；所述非周期性凹槽區包括若干個位于金屬光柵的端部的凹槽，且凹槽的深度從靠近金屬漸變線的一側向遠離金屬漸變線的一側逐步加深；所述微帶巴倫包括微帶T型結功率分配器以及兩段不同長度的微帶線。

所述微帶巴倫和金屬尖劈均為兩個，兩個微帶巴倫通過金屬漸變線分別連接于金屬光柵的兩端；每個金屬尖劈分別通過金屬漸變線與微帶巴倫連接。

兩段微帶線的長度差為250~?0.075mm。位于所述非周期性凹槽區中的凹槽的深度為0~?250mm。?位于所述周期性凹槽區中的凹槽的深度為?0.075~250mm。

有益效果：本實用新型連接簡單、實現方便、明帶寬較寬，通帶內色散不明顯，性能穩定；而且可在薄的介質基板上制作完成，柔韌易彎折，制作簡單，便于集成；通過結構參數的縮放，本實用新型適用于微波、毫米波和太赫茲波段等不同波段。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型另一實施例的結構示意圖；

圖3為圖1中A處的放大圖，圖中d為凹槽深度、a為凹槽寬度、p為凹槽周期；

圖4為本實用新型的微帶巴倫的結構示意圖，圖中C1和C2為兩段微帶線的長度，C3、C4為微帶T型結功率分配器的各部分寬度；

圖5為本實用新型的背面示意圖；???

圖6本實用新型金屬尖劈的示意圖，圖中b1為金屬尖劈的寬度、b2為金屬尖劈的長度；?

圖7為本實用新型兩段漸變金屬線放大圖，圖中d1、d2、d3分別為金屬線的兩端寬度、長度；

圖8是本實用新型的實驗數據圖。

具體實施方式

如圖1和圖5所示，本實用新型公開了一種能夠將微帶線與二維表面等離激元簡便有效連接的轉換器，其結構主要包括：設置在介質基板1正面的微帶巴倫2、兩段漸變金屬線3、厚度接近零的金屬光柵4和金屬尖劈5，兩段漸變金屬線3各有一端與微帶巴倫連接，另一端分別與金屬光柵和金屬尖劈連接；設置在介質基板1背面的金屬地6。微帶巴倫2包括一個微帶T型結功率分配器21以及兩段不同長度的微帶線22，金屬光柵4的表面設有周期性凹槽區42和非周期性深度漸變凹槽區41；位于非周期性深度漸變凹槽區41內的凹槽，其深度從靠近金屬漸變線的一側向遠離金屬漸變線的一側逐步加深。微帶線的金屬地與轉換器的背面金屬地在介質基板背面并且相連。

在圖1中，該實施例的微帶線一端作為轉換器的輸入端，金屬光柵一端作為輸出端，通過該轉換器的連接，微帶線中的能量可以有效地轉換成金屬光柵中的表面波能量，反之亦可。

在圖2中，該實施例使用兩個轉換器和分別連接在厚度接近零的金屬光柵的微帶線。能量信號由微帶線22通過轉換器，激勵二維表面等離激元，并且在厚度接近零的金屬光柵上傳輸，在金屬光柵的另一端，再由轉換器將表面等離激元轉換成微帶線信號輸出。??

可以通過轉換器的參數，使之工作在不同的波段，上述參數包括周期性凹槽的深度、寬度和周期；非周期性漸變深度凹槽的深度、寬度和個數；微帶T型結功率分配器各端的寬度；兩段不同長度的微帶線之間的長度差和各自的寬度；漸變金屬線的寬度和長度；尖劈的長度和曲線漸變方式以及背面金屬地的長度。