CN103018828B - 交叉f形结构的太赫兹波偏振分束器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉F形结构的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，基板，上行传输波导，下行传输波导，连接耦合波导；上行传输波导和下行传输波导分别置于基板的上部和下部，上行传输波导包括不规则波导和对称连接波导，对称连接波导两端分别连接两个不规则波导，下行传输波导包括非对称连接耦合波导和与非对称连接耦合波导连接的不规则波导，连接耦合波导置于上行传输波导和下行传输波导之间。信号从信号输入端输入，分束波分别从第一信号输出端，第二信号输出端输出。本发明的交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器，具有结构简单，尺寸小，成本低，便于制作等优点，满足太赫兹波通信等领域应用的要求。

Description

交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器

技术领域

本发明涉及太赫兹波分束器，尤其涉及一种交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹波（Terahertz，简称THz）是指频率在0.1THz～10THz范围内的电磁波，由于太赫兹所处的特殊电磁波谱的位置，使它具有很多优越的特性和良好的发展前景。近年来，全世界各国研究学者对太赫兹技术给予了极大的关注，使得太赫兹波的产生、探测及应用技术等都发生了很大进步，形成了一个新兴交叉学科领域——太赫兹科学技术。

太赫兹波通信系统离不开各种太赫兹波功能器件的性能保障。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，相比太赫兹波产生和检测装置及太赫兹波传输波导的快速发展，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。进行太赫兹波偏振分束器深入研究对促进太赫兹波功能器件的研究具有不可或缺的重要意义。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，用于控制太赫兹波系统中的太赫兹波。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，但是很少有相关报道。现有的太赫兹波偏振分束器往往结构复杂、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，因此有必要设计一种结构简单、易于集成、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

本发明的目的是为了克服现有技术偏振分束率比较低，结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种高分束率的交叉F形结构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：

交叉F形结构的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，基板，上行传输波导，下行传输波导，连接耦合波导；上行传输波导和下行传输波导分别置于基板的上部和下部，上行传输波导包括不规则波导和对称连接波导，对称连接波导两端分别连接两个不规则波导，下行传输波导包括非对称连接耦合波导和与非对称连接耦合波导连接的不规则波导，连接耦合波导置于上行传输波导和下行传输波导之间，连接耦合波导包括四个交叉F形连接耦合波导，四个交叉F形连接耦合波导对称排列在以对称连接波导的中心为对称轴的两端，信号从信号输入端输入，分束波分别从第一信号输出端，第二信号输出端输出。

所述的基板的长度为2000μm~2500μm，宽度为650μm~800μm，厚度为100μm~150μm。所述的不规则波导由矩形波导和直角三角形波导组成，矩形波导的长度为180μm~250μm，宽度为100μm~150μm，厚度为40μm~60μm，直角三角形波导的底边边长为60μm~80μm，高度为100μm~150μm。所述的对称连接波导的波导长度为1500μm~1850μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。所述的非对称连接耦合波导的长度为1300μm~1600μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。所述的交叉F形连接耦合波导是由大小相等的正F形波导和倒F形波导交叉组成，F形波导的波导线宽度为15μm~20μm，波导的总高度为50μm~100μm，波导的总宽度为30μm~80μm。

本发明的交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器，具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点，满足太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明

图1是交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器的结构示意图；

图2是太赫兹波偏振分束器第一信号输出端的TE、TM波传输曲线；

图3是太赫兹波偏振分束器第二信号输出端的TM、TE波传输曲线。

具体实施方式

如图1~4所示，交叉F形结构的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，基板4，上行传输波导5，下行传输波导8，连接耦合波导10；上行传输波导5和下行传输波导8分别置于基板4的上部和下部，上行传输波导5包括不规则波导6和对称连接波导7，对称连接波导7两端分别连接两个不规则波导6，下行传输波导8包括非对称连接耦合波导9和与非对称连接耦合波导9连接的不规则波导6，连接耦合波导10置于上行传输波导5和下行传输波导8之间，连接耦合波导10包括四个交叉F形连接耦合波导11，四个交叉F形连接耦合波导11对称排列在以对称连接波导7的中心为对称轴的两端，信号从信号输入端1输入，分束波分别从第一信号输出端2，第二信号输出端3输出。

所述的基板4的长度为2000μm~2500μm，宽度为650μm~800μm，厚度为100μm~150μm。所述的不规则波导6由矩形波导和直角三角形波导组成，矩形波导的长度为180μm~250μm，宽度为100μm~150μm，厚度为40μm~60μm，直角三角形波导的底边边长为60μm~80μm，高度为100μm~150μm。所述的对称连接波导7的波导长度为1500μm~1850μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。所述的非对称连接耦合波导9的长度为1300μm~1600μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。所述的交叉F形连接耦合波导11是由大小相等的正F形波导和倒F形波导交叉组成，F形波导的波导线宽度为15μm~20μm，波导的总高度为50μm~100μm，波导的总宽度为30μm~80μm。

实施例1

基板的长度为2200μm，宽度为700μm，厚度为100μm。不规则波导由矩形波导和直角三角形波导组成，矩形波导的长度为180μm，宽度为100μm，厚度为50μm，直角三角形波导的底边边长为80μm，高度为100μm。对称连接波导的波导长度为1600μm，宽度为60μm，厚度为50μm。非对称连接耦合波导的长度为1300μm，宽度为60μm，厚度为50μm。交叉F形连接耦合波导是由大小相等的正F形波导和倒F形波导交叉组成，F形波导的波导线宽度为15μm，波导的总高度为80μm，波导的总宽度为60μm。交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器的第一信号输出端的TE波、TM波传输曲线如图2所示，在0.40~0.90THz频段范围内，TE波最小传输率为99.21%，TM波最大输出功率为0.45%。交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器的第二信号输出端的TM波、TE波传输曲线如图3所示，在0.40~0.90THz频段范围内，TM波最小传输率为98.75%，TE波最大传输率为0.78%。这说明TE波、TM波分别从第一信号输出端、第二信号输出端输出，而且分束率高。

Claims (4)

1.一种交叉F形结构的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）、基板（4）、上行传输波导（5）、下行传输波导（8）、连接耦合波导（10）；上行传输波导（5）和下行传输波导（8）分别置于基板（4）的上部和下部，上行传输波导（5）包括不规则波导（6）和对称连接波导（7），对称连接波导（7）两端分别连接两个不规则波导（6），下行传输波导（8）包括非对称连接耦合波导（9）和与非对称连接耦合波导（9）连接的不规则波导（6），连接耦合波导（10）置于上行传输波导（5）和下行传输波导（8）之间，连接耦合波导（10）包括四个交叉F形连接耦合波导（11），四个交叉F形连接耦合波导（11）对称排列在以对称连接波导（7）的中心为对称轴的两端，信号从信号输入端（1）输入，分束波分别从第一信号输出端（2），第二信号输出端（3）输出，所述的不规则波导（6）由矩形波导和直角三角形波导组成，矩形波导的长度为180μm~250μm，宽度为100μm~150μm，厚度为40μm~60μm，直角三角形波导的底边边长为60μm~80μm，高度为100μm~150μm，所述的交叉F形连接耦合波导（11）是由大小相等的正F形波导和倒F形波导交叉组成，F形波导的波导线宽度为15μm~20μm，波导的总高度为50μm~100μm，波导的总宽度为30μm~80μm。

2.根据权利要求1所述的一种交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的基板（4）的长度为2000μm~2500μm，宽度为650μm~800μm，厚度为100μm~150μm。

3.根据权利要求1所述的一种交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的对称连接波导（7）的波导长度为1500μm~1850μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。

4.根据权利要求1所述的一种交叉F形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的非对称连接耦合波导（9）的长度为1300μm~1600μm，宽度为50μm~80μm，厚度为40μm~60μm。