CN101750751B - 太赫兹波偏振分束器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太赫兹波偏振分束器。它包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第一块远红外光学玻璃，薄膜偏光器，第二块远红外光学玻璃；薄膜偏光器由第一偏振薄膜和第二偏振薄膜组成，第一块远红外光学玻璃与薄膜偏光器、第二块远红外光学玻璃依次连接，第一偏振薄膜与第一块远红外光学玻璃连接面的中心点分别与信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端连接。第一块远红外光学玻璃和第二块远红外光学玻璃为等腰直角三角形。第一偏振薄膜的折射率大于第二偏振薄膜的折射率，第一偏振薄膜和第二偏振薄膜的长度相等。非偏振太赫兹波入射到薄膜偏光器的入射角为45°。本发明具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点。

Description

太赫兹波偏振分束器
技术领域
本发明涉及分束器，尤其涉及一种太赫兹波偏振分束器。
背景技术
太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围(位于微波频段和光频段之间)覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如：瞬态性、宽带性、相干性、低能性等。此外，太赫兹波可以不同程度地穿透多数物质，这个特点为红外辐射所不具备。这些特点决定了太赫兹技术存在的价值，并且可以预见太赫兹技术在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术逐渐成为世界范围内广泛研究的热点，国际上关于太赫兹波的研究机构大量涌现，并取得了很多研究成果。
国内外对于太赫兹波的研究主要集中在太赫兹波产生和检测技术上，对于太赫兹波的功能器件研究也已逐渐展开。太赫兹波的功能器件是太赫兹波科学技术应用中的重点和难点。现有的太赫兹波器件有太赫兹波产生和检测装置，太赫兹波传输波导，但是这些器件结构复杂、体积较大并且价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键。目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究并取得了一定的进展，但是对太赫兹波偏振分束器的研究少有报道。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，可用于太赫兹波系统，实现对太赫兹波的控制。因此有必要设计一种结构简单，分束效率高的太赫兹偏振分束器以满足未来太赫兹波技术应用需要。
发明内容
本发明为了克服现有技术透射率比较低，结构复杂，实际制作过程困难，成本较高的不足，提供一种高分束率的太赫兹波偏振分束器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
太赫兹波偏振分束器包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第一块远红外光学玻璃，薄膜偏光器，第二块远红外光学玻璃；薄膜偏光器由第一偏振薄膜和第二偏振薄膜组成，第一块远红外光学玻璃与薄膜偏光器、第二块远红外光学玻璃依次连接，第一偏振薄膜与第一块远红外光学玻璃连接面的中心点分别与信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端连接。
所述的第一块远红外光学玻璃和第二块远红外光学玻璃为等腰直角三角形。所述的第一偏振薄膜的折射率大于第二偏振薄膜的折射率，第一偏振薄膜和第二偏振薄膜的长度相等。所述的非偏振太赫兹波入射到薄膜偏光器的入射角为45°。所述的薄膜偏光器是N/2加1层第一偏振薄膜和N/2层第二偏振薄膜交替连接而成。
本发明根据在无损耗的条件下一维光子晶体的缺陷模式可以获得百分之百的透射率，利用该结构制作偏振分束器，可以同时实现高消光比和高透射率。本发明具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点。
附图说明
图1是太赫兹波偏振分束器示意图；
图2是太赫兹波偏振分束器的TE波反射率曲线；
图3是太赫兹波偏振分束器的TM波反射率曲线；
图4是太赫兹波偏振分束器的TE波透射率曲线；
图5是太赫兹波偏振分束器的TM波透射率曲线；
具体实施方式
如图1所示，太赫兹波偏振分束器包括信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第一块远红外光学玻璃4，薄膜偏光器5，第二块远红外光学玻璃6；薄膜偏光器5由第一偏振薄膜7和第二偏振薄膜8组成，第一块远红外光学玻璃4与薄膜偏光器5、第二块远红外光学玻璃6依次连接，第一偏振薄膜7与第一块远红外光学玻璃4连接面的中心点分别与信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3连接。
所述的第一块远红外光学玻璃4和第二块远红外光学玻璃6为等腰直角三角形。所述的第一偏振薄膜7的折射率大于第二偏振薄膜8的折射率，第一偏振薄膜7和第二偏振薄膜8的长度相等。所述的非偏振太赫兹波入射到薄膜偏光器5的入射角为45°。所述的薄膜偏光器5是N/2加1层第一偏振薄膜7和N/2层第二偏振薄膜8交替连接而成。
实施例1
太赫兹波偏振分束器：
第一块远红外光学玻璃和第二块远红外光学玻璃为等腰直角三角形，远红外光学玻璃折射率为1.48，直角边为20mm。第一偏振薄膜的折射率为3.6，第二偏振薄膜的折射率为2.45，第一偏振薄膜和第二偏振薄膜的长度相等，为1.8μm，非偏振光入射到薄膜偏光器的入射角为45°。薄膜偏光器5是10层第一偏振薄膜和9层第二偏振薄膜交替连接而成，即N＝19。太赫兹波偏振分束器TE波反射率曲线如图2所示，最大反射率为99.9％。太赫兹波偏振分束器TM波反射率曲线如图3所示，最大反射率为0.12％。太赫兹波偏振分束器TE波透射率曲线如图4所示，最大透射率为0.1％。太赫兹波偏振分束器TM波透射率曲线如图5所示，最大透射率为99.88％。

Claims (1)

1.一种太赫兹波偏振分束器，其特征在于包括信号输入端(1)、第一信号输出端(2)、第二信号输出端(3)、第一块远红外光学玻璃(4)，薄膜偏光器(5)，第二块远红外光学玻璃(6)；薄膜偏光器(5)由第一偏振薄膜(7)和第二偏振薄膜(8)组成，第一块远红外光学玻璃(4)与薄膜偏光器(5)、第二块远红外光学玻璃(6)依次连接，第一偏振薄膜(7)与第一块远红外光学玻璃(4)连接面的中心点分别与信号输入端(1)、第一信号输出端(2)、第二信号输出端(3)连接；所述的薄膜偏光器(5)是N/2加1层第一偏振薄膜(7)和N/2层第二偏振薄膜(8)交替连接而成，N是偏振薄膜层数，且为偶数，非偏振太赫兹波入射到薄膜偏光器(5)的入射角为45°；所述的第一块远红外光学玻璃(4)和第二块远红外光学玻璃(6)为等腰直角三角形；所述的第一偏振薄膜(7)的折射率大于第二偏振薄膜(8)的折射率，第一偏振薄膜(7)和第二偏振薄膜(8)的长度相等。
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