[發(fā)明專利]非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器

有效

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• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104483737A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李九生
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學(xué)院
• 主分類號: G02B6/293
• 分類號: G02B6/293
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太赫茲波復(fù)用器，尤其涉及一種非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器。

背景技術(shù)

太赫茲技術(shù)是二十世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的一種新技術(shù)。太赫茲波獨特的頻率范圍（位于微波頻段和光頻段之間）覆蓋了多數(shù)大分子物質(zhì)的分子振動和轉(zhuǎn)動光譜，因此多數(shù)大分子物質(zhì)在太赫茲頻段無論其吸收譜、反射譜還是發(fā)射譜都具有明顯的指紋譜特性，這一點是微波所不具備的。太赫茲脈沖光源與傳統(tǒng)光源相比具有很多獨特的性質(zhì)，如：瞬態(tài)性、寬帶性、相干性、低能性等，這些特點決定了太赫茲技術(shù)在很多基礎(chǔ)研究領(lǐng)域、工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、通信領(lǐng)域以及生物領(lǐng)域中有相當(dāng)重要的應(yīng)用前景。因此太赫茲技術(shù)以及太赫茲器件的研究逐漸成為世界范圍內(nèi)廣泛研究的熱點。

太赫茲系統(tǒng)主要由輻射源、探測器件和各種功能器件組成。復(fù)用器是一種將不同波長的輸入太赫茲波耦合至同一通道中傳播，并將不同波長的太赫茲波經(jīng)不同通道分離輸出的器件，在實際應(yīng)用中，太赫茲波復(fù)用器是太赫茲通信系統(tǒng)中必不可少的器件之一，因此有必要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊，尺寸小，設(shè)計原理簡單且性能優(yōu)良的太赫茲波復(fù)用器來滿足未來太赫茲波通信技術(shù)應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器。

非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器包括第一信號輸入端、第二信號輸入端、第三信號輸入端、第四信號輸入端、第一信號輸出端、第二信號輸出端）、第三信號輸出端）、第四信號輸出端、鏤空平板，鏤空平板上設(shè)有二維周期排列的空氣孔，鏤空平板上側(cè)從左到右順次設(shè)有第一輸出波導(dǎo)、第二輸入波導(dǎo)、第二輸出波導(dǎo)、第三輸出波導(dǎo)，鏤空平板下側(cè)從左到右順次設(shè)有第一輸入波導(dǎo)、第二輸入波導(dǎo)、第三輸入波導(dǎo)、第四輸入波導(dǎo)，鏤空平板中部，第三輸入波導(dǎo)與第二輸出波導(dǎo)之間設(shè)有第一中間波導(dǎo)，第一濾波區(qū)及第二濾波區(qū)分別位于第二輸入波導(dǎo)中的下側(cè)和上側(cè)，第三濾波區(qū)位于第二輸出波導(dǎo)上側(cè)，第一耦合區(qū)于第一輸入波導(dǎo)和第二輸入波導(dǎo)之間，第二耦合區(qū)位于第一中間波導(dǎo)和第三輸入波導(dǎo)之間，第三耦合區(qū)位于第一中間波導(dǎo)和第四輸入波導(dǎo)之間，第四耦合區(qū)位于第一中間波導(dǎo)和第二輸出波導(dǎo)之間，第五耦合區(qū)位于第一輸出波導(dǎo)和第二輸入波導(dǎo)之間，第六耦合區(qū)位于第一中間波導(dǎo)和第三輸出波導(dǎo)之間，第一輸入波導(dǎo)下端設(shè)有第一信號輸入端，第二輸入波導(dǎo)下端設(shè)有第二信號輸入端，第三輸入波導(dǎo)下端設(shè)有第三信號輸入端，第四輸入波導(dǎo)下端設(shè)有第四信號輸入端，第一輸出波導(dǎo)上端設(shè)有第一信號輸出端，第二輸入波導(dǎo)上端設(shè)有第二信號輸出端，第二輸出波導(dǎo)上端設(shè)有第三信號輸出端，第三輸出波導(dǎo)上端設(shè)有第四信號輸出端；四個不同波長的太赫茲波分別從第一信號輸入端、第二信號輸入端、第三信號輸入端、第四信號輸入端輸入，根據(jù)不同的耦合區(qū)及濾波區(qū)對不同的輸入波長的太赫茲波的選擇特性，形成不同的模場分布，將四個不同波長的太赫茲波分別從第一信號輸出端、第二信號輸出端、第三信號輸出端、第四信號輸出端分離輸出。

所述的二維周期排列的空氣孔是鏤空平板中二維周期性排列的空氣孔陣列，所說的二維周期性是指陣列中任何相鄰的三個孔的中心連線構(gòu)成等邊三角形的三角晶格。所述的第一輸入波導(dǎo)、第二輸入波導(dǎo)、第三輸入波導(dǎo)、第四輸入波導(dǎo)、第一中間波導(dǎo)、第一輸出波導(dǎo)、第二輸出波導(dǎo)、第三輸出波導(dǎo)是在二維周期排列的空氣孔中去除一排空氣孔所獲得的。所述的第一濾波區(qū)、第二濾波區(qū)、第三濾波區(qū)結(jié)構(gòu)相同，均由一個第二空氣孔、兩個第三空氣孔組成，所述的第二空氣孔半徑為80~85μm，第三空氣孔半徑為60~65μm。所述的第一耦合區(qū)、第五耦合區(qū)、第六耦合區(qū)結(jié)構(gòu)相同，均由三個空氣孔、四個第四空氣孔組成，所述的空氣孔半徑為100~105μm，第四空氣孔半徑為170~175μm。所述的第三耦合區(qū)、第四耦合區(qū)結(jié)構(gòu)相同，均由一個空氣孔、四個第四空氣孔組成，所述的第二耦合區(qū)由兩個空氣孔、四個第四空氣孔組成。所述的鏤空平板材料為高阻硅。所述的第一輸入波導(dǎo)、第三輸入波導(dǎo)、第一中間波導(dǎo)為直形波導(dǎo)，第二輸入波導(dǎo)、第四輸入波導(dǎo)、第一輸出波導(dǎo)、第二輸出波導(dǎo)、第三輸出波導(dǎo)為折形波導(dǎo)。

本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，合路分路效率高，設(shè)計原理簡單等優(yōu)點。

附圖說明：

圖1是非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器的二維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是非對稱孔狀鏤空結(jié)構(gòu)的多入多出太赫茲波復(fù)用器的第一信號輸出端輸出信號功率幅度曲線；