[發明專利]一種太赫茲波導耦合器

在審

• 申請號: 201410256767.0
• 申請日: 2014-06-10
• 公開（公告）號: CN104051836A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 陳天霽;和挺;沈京玲;張波
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18
• 代理公司: 北京諾孚爾知識產權代理有限責任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術領域

本發明涉及一種太赫茲波導耦合器，具體講是一種將太赫茲發射器產生的太赫茲輻射波耦合進各種端面形狀的太赫茲波導耦合器。

背景技術

太赫茲是指頻率段在0.1THz到10THz的電磁輻射波。太赫茲波由于具有瞬態性、低能性和相干性等獨特性質，在無損檢測、衛星通信、軍用雷達、醫療衛生等眾多領域具有重大的科學價值和廣闊的應用前景。這其中，太赫茲波導作為傳輸太赫茲波的有效手段，是研究物質太赫茲光譜、進行物質檢測和探測的關鍵器件。

如何高效率的將太赫茲輻射波耦合進入太赫茲波導已成為國內外研究的重點。目前，國內外比較流行的方法是利用透鏡組將太赫茲波收集并匯聚進波導，但這種方法產生的太赫茲匯聚光斑較大，且耦合效率較低，損耗過大。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種具有高耦合效率、多類型波導接入、并集成了太赫茲發射器固定臺的一體化太赫茲波導耦合器。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種太赫茲波導耦合器，其特點為：它包括輸入波導、輸出耦合波導和一長方體臺階狀的太赫茲發射器固定臺；其中，太赫茲發射器固定臺分為2個臺階，其低階的中部沿其階面垂直開設有一錐形通孔；高階臨近與低階相接處的邊部與該錐形通孔平行開有2個上下分布且間隔設置的盲孔；所述輸入波導為錐筒狀輸入波導，其穿設于所述錐形通孔內；該錐筒狀輸入波導的大口徑端為其輸入端面，小口徑端為其輸出端面；所述輸出耦合波導位于該錐筒狀輸入波導輸出端面的外側且與其一體成型；輸出耦合波導的軸心與錐筒狀輸入波導的軸心重合。

上述錐筒狀輸入波導的長度為15mm-30mm，其錐角的角度為10°～40°；錐筒狀輸入波導的輸入端面的直徑為1mm～20mm，輸出端面的直徑為0.1mm～2mm。

2個盲孔的孔徑相同，均為3mm；2個盲孔各自軸線的間隔距離為10mm；每個盲孔內設有螺紋，其螺紋的牙距為0.5mm，盲孔的深度為10-12mm；2個盲孔軸線的垂直中分線延長與錐筒狀輸入波導的軸線垂直相交，其間距為20mm。

上述太赫茲發射器固定臺的長度為30mm-60mm，寬度為15mm-30mm，高度與寬度相同；其低階的厚度與上述錐筒狀輸入波導的長度相同；高階的厚度比低階的厚度要厚2-5mm。

上述的輸出耦合波導為由空心圓柱體、空心矩形立方體或一對互為平行且相對設置的平板構成。

其中，輸出耦合波導為空心圓柱體時，其空心圓柱體的長度為1～10mm，內徑為0.2-1mm；壁厚為0.1～1mm。

輸出耦合波導為空心矩形立方體時，其長度為1～10mm，內徑的寬度與高度相同，均為0.1～2mm，壁厚為0.1～1mm。

輸出耦合波導為一對互為平行且相對設置的平板輸出耦合波導時，2個平板的大小規格相同，每塊平板的長度為1～10mm，寬度為2～20mm，厚度為0.1～1mm；2個平板之間的間距為0.1～2mm。

本發明的太赫茲波導耦合器所用的材料可選用鋁、鐵或銅中任一種。

由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果如下：1)輸入錐形波導的設計可以完全將太赫茲發射器產生的太赫茲輻射波進行收集，并匯聚至錐形波導的輸出端面；2)耦合輸出波導與錐形波導的輸出端面相連，并且耦合輸出波導的結構可以為圓柱體、矩形長方體、或者是一對互相平行的平板，這樣設計可以實現對接不同端口尺寸和形狀的太赫茲波導，極大拓展了耦合器的使用范圍，提升了靈活性；3)將太赫茲發射器固定在波導耦合器的固定臺上，這樣設計可以將太赫茲發射器產生的太赫茲輻射波進行完全收集，進一步提升了波導耦合器的耦合效率。

附圖說明

圖1為本發明實例一立體結構示意圖。

圖2為圖1A-A向剖面結構示意圖。

圖3為圖1B向結構示意圖。

圖4為本發明實例二、實例三的立體結構示意圖。

圖5為圖4C向實例二的結構示意圖。

圖6為圖4C向實例三的結構示意圖。

具體實施方式