[實用新型]太赫茲波導器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621154657.4
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN206209147U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 鄭小平;李志杰;鄧曉嬌
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;H01P3/12;H01P3/127
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產權代理有限公司11606
• 代理人: 王程

技術領域

本實用新型涉及一種太赫茲波導器件，屬于太赫茲領域。

背景技術

太赫茲(THz)是指頻率從0.1～10THz，介于毫米波和紅外光之間的電磁輻射區(qū)域。由于太赫茲波在電磁波譜上的特殊位置，它有很多優(yōu)越的特性和非常重要的學術和應用價值。目前對于太赫茲技術的研究主要集中在探測、成像、傳輸、頻譜等幾個方面。

目前波導管以金屬波導管為主，然而，由于金屬波導管內表面粗糙度大，均勻性差而引起色散，影響了傳輸?shù)男阅堋Ａ硗猓掌澆ㄔ诮饘俨▽Ч軅鬏數(shù)倪^程中損耗很大，難以進行遠距離傳輸。

實用新型內容

由此可見，確有必要提供一種具有更好的傳輸性能且能夠用于遠距離傳輸?shù)奶掌澆▽骷?/p>

一種太赫茲波導器件，其中，所述太赫茲波導器件包括基管，所述基管為聚合物材料制成的管狀結構，且所述基管中填充有氮氣。

在其中一個實施例中，所述基管為圓形的空心管，且所述空心管具有光滑的內表面。

在其中一個實施例中，所述基管的吸收系數(shù)在1THz處小于等于0.5cm^-1。

在其中一個實施例中，所述基管對太赫茲波的折射率為1.4-2.0。

在其中一個實施例中，所述基管為聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯、環(huán)烯烴類共聚物中的一種制成的空心管狀結構。

在其中一個實施例中，所述基管為純聚四氟乙烯制成的管狀結構。

在其中一個實施例中，所述氮氣在基管中形成均勻的氣流場，且所述基管中為純氮氣。

在其中一個實施例中，所述基管的半徑R滿足以傳輸模，其中λ為太赫茲波的波長。

在其中一個實施例中，進一步包括波導充氣機，所述波導充氣機與所述基管連通，用于向基管內通入氮氣，并形成均勻的氣流場。

在其中一個實施例中，進一步包括太赫茲波輸入裝置及太赫茲波接收裝置，所述基管設置于太赫茲波輸入裝置及太赫茲輸出裝置之間。

相對于傳統(tǒng)技術，本實用新型提供的太赫茲波導器件及其控制方法，通過采用聚合物材料制成管狀結構的基管，并且填充有氮氣，能夠減小散射，從而具有更高的傳輸性能，能夠應用于遠距離的傳輸。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提供的太赫茲波導器件的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例提供的通過波導充氣機向太赫茲波導器件中輸入氮氣氣流的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的太赫茲波導器件的控制方法。

主要元件符號說明

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本實用新型提供的基于高分子化合物的太赫茲波導管作進一步的詳細說明。

請一并參見圖1，本實用新型實施例提供的基于高分子化合物的太赫茲波導器件包括基管10及填充于基管10中的氮氣20。

所述基管10為圓形的空心管，所述空心管具有光滑的內表面。所述空心管的內徑R可以根據(jù)傳輸模式進行選擇。具體的，一般情況下：

空心管中傳輸模的半徑R應滿足其中，λ為太赫茲波的波長；而在采用模工作時，應使其中3.41、2.61及2.06為根據(jù)截止頻率計算獲得的經驗值，以使太赫茲波在基管20中能夠穩(wěn)定的傳播。

所述基管20中輸入的太赫茲波的頻率可為0.1～3.0THz，本實施例中，所述太赫茲波的頻率為1THz。所述基管10的材料為對太赫茲波透明的聚合物材料，所述聚合物材料的吸收系數(shù)在1THz處小于等于0.5cm^-1，并隨頻率近似呈拋物型增加，從而能夠減小損耗，增加傳輸距離；所述聚合物材料對太赫茲波的折射率為1.4-2.0，優(yōu)選的，所述聚合物材料對太赫茲波的折射率為1.4-1.6，從而使得所述基管10對太赫茲波透明的同時進一步減小損耗。所述聚合物材料可為聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基戊烯(TPX)、環(huán)烯烴類共聚物(COC)中的一種。進一步，所述聚乙烯可為低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。所述基管20的一端可與太赫茲波輸出裝置(圖未示)相連，所述太赫茲波輸出裝置用于向基管20中輸入太赫茲波；所述基管20的另一端可與太赫茲波接收裝置(圖未示)相連，所述太赫茲波接收裝置用于接收基管20傳入的太赫茲波。請一并參閱表1，為本實用新型所述的太赫茲波導管中基管所采用的材料及其特性。

表1.太赫茲波導器件的特性(f≤1THz)