CN103219571B - 金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，为凹槽尺寸形状完全相同的直角梯形体分插复用器A板和分插复用器B板，两板直角梯形体的上下两面位置上分别刻有五条凹槽，每一面的五条凹槽等距分布，两面的凹槽间距不同，凹槽面向外，无凹槽的平行面正对上下放置，中间放有等高的垫片，保证两板平行，并在板间形成一个狭缝，五条凹槽不居中分布，并使两板之间的凹槽近的一面相对，固定好后放置在水平旋转台上。太赫兹信号与直角梯形体的斜面垂直入射，采集两个侧边凹槽出射的太赫兹波的频段不同，实现太赫兹分插复用器的功能。这种太赫兹分插复用器结构简单，调节方便，而且具有较高的将两个不同的波段分离效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种太赫兹通信设备，特别涉及一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器。
背景技术
太赫兹（THz）波是位于微波和远红外线之间的电磁波。近年来，随着超快激光技术的发展，使得太赫兹脉冲的产生有了稳定、可靠的激发光源，使人们能够研究太赫兹。太赫兹在生物医学、安全监测、无损伤探测、天文学、光谱与成像技术以及信息科学等领域有着广泛的应用。太赫兹分插复用器是太赫兹无线通信系统的关键器件。目前文献报道的太赫兹器件只实现了多通道进，单通道出的滤波效果，例如，利用光子晶体谐振腔结构实现的从0.75～1.05THz的多进单出滤波（Optics Letters，33,348,2008）以及利用金属平行平板波导谐振腔结构实现的多进单出滤波（Optics Letters，36,1452,2011）。但是，以上的方法都只涉及到单通道输出，并未涉及分插复用器功能，即对输入的两个太赫兹波段信息分开输出。
发明内容
本发明是针对现在的金属平行平板波导谐振腔结构只能实现的多进单出滤波的问题，提出了一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，分插复用器可以将包含个波段信息的太赫兹波中的两个波段分离，并且通过调节入射波角度实现这两波段的频移，可用于频率可调谐太赫兹分插复用器件。
本发明的技术方案为：一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，包括凹槽尺寸形状完全相同的分插复用器A板和分插复用器B板，分插复用器A板和分插复用器B板都为直角梯形体，分插复用器A板和分插复用器B板的直角梯形体的上下两面位置上分别刻有五条凹槽，分插复用器A板和分插复用器B板凹槽面向外，无凹槽的平行面正对，中间放有等高的垫片，保证分插复用器A板和分插复用器B板平行，并在板间形成一个狭缝，每一面的五条凹槽等距分布，但五条凹槽不居中分布，并使分插复用器A板和分插复用器B板的之间的凹槽近的一面相对。
所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，还包括水平旋转台，分插复用器A板和分插复用器B板放置在水平旋转台上。所述水平旋转台是一个水平360°的旋转台，可调节太赫兹信号入射与直角梯形体的斜面的角度。
所述分插复用器A板和分插复用器B板材质为铝、铜、银、铁、镍中的一种。
所述分插复用器A板和分插复用器B板形状、大小相同，直角梯形体上下长边和短边的长为20～200mm，直角梯形体宽为4～10mm，直角梯形体高为3～10mm，凹槽与直角梯形体上下长边和短边同长，凹槽宽为30～300μm，凹槽深为50～500μm。
所述分插复用器A板和分插复用器B板的间距为0.1～1mm，板间及凹槽内媒质为空气。
本发明的有益效果在于：本发明金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，结构简单，调节方便，成本低廉，不易损坏，可通过调节水平旋转台弥补容差等方面具有优势。
附图说明
图1为本发明金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器结构示意图；
图2为本发明金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器侧视图；
图3为本发明金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器俯视太赫兹波的传播路线图。
具体实施方式
如图1所示金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器结构示意图，包括凹槽尺寸形状完全相同的分插复用器A板和分插复用器B板，水平旋转台，分插复用器A板和分插复用器B板都为直角梯形体，分插复用器A板和分插复用器B板的直角梯形体的上下两面位置上分别刻有五条凹槽，分插复用器A板和分插复用器B板凹槽面向外，无凹槽的平行面正对，中间放有等高的垫片，保证分插复用器A板和分插复用器B板平行，并在板间形成一个狭缝，每一面的五条凹槽等距分布，但五条凹槽不居中分布，分别靠近正对的面，如图2所示，具体参数是：分插复用器A板与分插复用器B板之间的距离b1为600μm，直角梯形体的上下两面的凹槽深度h1、h2分别为274μm、245μm；直角梯形体的上下两面的凹槽宽度w1、w2分别为152μm、136μm；直角梯形体的上下两面的凹槽周期（即相邻槽间距离）d1、d2分别为475μm、425μm；第一个凹槽与最近的直角梯形体边的距离L1、L2分别为100μm、90μm。板间及凹槽内媒质为空气。
具体步骤如下：
1）先用机械加工的方法按尺寸加工出两块同等大小的直角梯形体铝板，然后用机械微加工的方法在直角梯形体的上下两面加工上凹槽，如图2所示。
2）将分插复用器A板和分插复用器B板无槽的平行平面正对，上、下平行放置，并使分插复用器A板和分插复用器B板的之间的凹槽近的一面相对，为保证两板的板间距，板间放上等高垫片，然后将它们放在水平旋转台上。
3）打开TDS系统，将搭建好的分插复用器放入到TDS系统中合适的位置，调节水平旋转台，使太赫兹信号与直角梯形体的斜面一边垂直，并从狭缝入射，如图3所示。
4）采集数据：使用TDS系统的光电导接收器对有凹槽的两个面的输出信号进行采集，发现直角梯形体长边凹槽表面输出信号(图3中f1，f1的输出面为参数h1、w1、d1、L1)中无0.197THz附近的太赫兹波，而直角梯形体短边凹槽表面的输出信号(图3中f2，f2的输出面为参数h2、w2、d2、L2)中无0.216 THz附近的太赫兹波，因此本发明实现了将太赫兹两个波段分离的太赫兹分插复用器功能，是一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器。
所述的分插复用器A板和分插复用器B板材质为铝、铜、银、铁、镍中的一种。所述的旋转台是一个水平360°的旋转台，它的作用是控制入射太赫兹波的角度。所述的分插复用器A板和分插复用器B板形状、大小相同，长为20～200mm，宽为4～10mm，高为3～10mm，凹槽与金属板同长，宽为30～300μm，深为50～500μm。所述分插复用器A板和分插复用器B板的间距为0.1～1mm，板间及凹槽内媒质为空气。
Claims (6)
1.一种金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，包括凹槽尺寸形状完全相同的分插复用器A板和分插复用器B板，分插复用器A板和分插复用器B板都为直角梯形体并层叠形成俯视状况下为直角梯形的结构，分插复用器A板和分插复用器B板在与层叠面垂直的两面位置上分别刻有五条凹槽，每一面的五条凹槽等距分布，上下两面的凹槽间距不同，分插复用器A板和分插复用器B板凹槽面向外，无凹槽的平行面正对上下放置，中间放有等高的垫片，保证分插复用器A板和分插复用器B板平行，并在板间形成一个狭缝，五条凹槽不居中分布，并使分插复用器A板和分插复用器B板的之间的凹槽近的一面相对。
2.根据权利要求1所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，还包括水平旋转台，分插复用器A板和分插复用器B板放置在水平旋转台上。
3.根据权利要求2所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，所述水平旋转台是一个水平360°的旋转台，可调节太赫兹信号入射与直角梯形体的斜面的角度。
4.根据权利要求1所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，所述分插复用器A板和分插复用器B板材质为铝、铜、银、铁、镍中的一种。
5.根据权利要求1所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，所述分插复用器A板和分插复用器B板形状、大小相同，直角梯形体上下长边和短边的长为20～200mm，直角梯形体宽为4～10mm，直角梯形体高为3～10mm，凹槽与直角梯形体上下长边和短边同长，凹槽宽为30～300μm，凹槽深为50～500μm。
6.根据权利要求1所述金属平板波导的双通道可调谐太赫兹分插复用器，其特征在于，所述分插复用器A板和分插复用器B板的间距为0.1～1mm，板间及凹槽内媒质为空气。
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