CN104779426B - 低频表面等离子体波导结构 - Google Patents
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Abstract
一种低频表面等离子体波导结构，是由多个单胞方块以亚波长周期沿着一维排列方向排列而形成一空心金属方块周期结构。每一个单胞方块包括有一基体、一贯通部及一开口狭槽。贯通部以垂直于该一维排列方向的贯通方向形成于该单胞方块，而在该单胞方块中定义出一凹槽空间。在低频表面等离子体极化子的传输模式下，若作为天线的结构时，该每一个单胞方块的电磁场分布大部分局限在单胞方块的凹槽空间中，若作为波导用途时，则电磁场大部分分布于相邻两个单胞方块之间，少量分布于凹槽内。本发明的低频表面等离子体的波导结构，可以实现电磁场的更高度约束，比起实心金属方块周期结构阵列波导有着更好的传输效果。
Description
技术领域
本发明有关于一种低频表面等离子体波导结构，特别是关于一种以特殊空心金属方块周期结构表面所构成的新型漏波波导，使该金属表面可更有效率的传输电磁波，并可作为提供高指向性辐射的元件。
背景技术
使用表面等离子体的概念可以操纵电磁波使之能在亚波长的线路中传输，对于有效提升光子回路系统与集成电路中器件密度是当前重要的主题。表面等离子体极化子(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)是在金属与介质(通常是空气)界面上的一种电子和光子的混合激发态，SPPs的场幅度在界面上有最大值，并在金属与介质内呈指数衰减。SPPs可以提供超越绕射极限导引电磁波的可能性，因此在表面等离子体光子学的领域引起了广泛的兴趣。
由于它的电磁场被高度地约束在金属与介质界面的附近范围内，SPPs固有的二维空间(即表面)的传播特性成为光集成电路高度集成化和设计亚波长尺寸的光子器件最为优先的选择。为了在较低频的电路系统中传输信号，并且将表面等离子体极化子的概念推广到更低的频段，例如在太赫兹和微波波段中进行信号传输的课题，有着迫切需求。
一般金属的表面等离子体频率都在紫外波段，因此金属在太赫兹波段的表现为近似理想导体(Perfect Electric Conductor，PEC)，使得SPPs在金属表面对于电磁场的约束性很差，无法有效集中电磁波，从而限制了一般结构的漏波天线在太赫兹和微波波段中的应用。
然而，由于表面等离子体模式的情况在低频例如微波和太赫兹(THz)的波段是无法实现。因此，为了在低频波段实现类似的物理现象，可以在金属上置入高密度的周期性金属方块或周期槽孔，以达成对电磁场高度约束的目的。现有技术中所使用的波导结构是将多个彼此间隔一预定间距的单胞方块列置在一平板状金属基板的上表面。在此种实心金属方块排列的周期结构中，其电磁场分布高度地约束于相邻两个单胞方块中间。
发明内容
本发明解决的技术问题是，提供一种低频表面等离子体波导结构，其利用特殊的结构设计，改良金属材质对于电磁场的约束的表现。
本发明的技术方案为：提供一种低频表面等离子体波导结构，其包括：一金属基板，具有一上表面；一空心金属方块周期结构，该空心金属方块周期结构工作在一预定的工作频段并定义有一禁带区；该空心金属方块周期结构包括有多个彼此间隔一预定间距的单胞方块，各个单胞方块以一亚波长周期沿着一维排列方向排列在该金属基板的该上表面，该每一个单胞方块在该工作频段下形成一电磁场分布；在该空心金属方块周期结构的该禁带区内引入一低频表面等离子体极化子的传输模式；
该每一个单胞方块中包括有一凹槽空间；在该低频表面等离子体极化子的该传输模式下，该空心金属方块周期结构作为一天线的结构,该每一个单胞方块的该电磁场分布大部分局限在该单胞方块中的该凹槽空间中；
该每一个单胞方块包括有：
一基体；一贯通部，以一水平贯通方向贯通该基体，而在该基体中定义出该凹槽空间,该凹槽空间由一左侧部、一相对应于该左侧部的右侧部、以及跨置在该左侧部与该右侧部间的水平顶部所构成；一开口狭槽，以该水平贯通方向形成在该水平顶部，将该水平顶部分隔开而形成一左水平顶部及一右水平顶部。
本发明还提供一种低频表面等离子体波导结构，包括：一金属基板，具有一上表面；一空心金属方块周期结构，该空心金属方块周期结构是工作在一预定的工作频段并定义有一禁带区；该空心金属方块周期结构包括有多个彼此间隔一预定间距的单胞方块，各个单胞方块以一亚波长周期沿着一维排列方向排列在该金属基板的该上表面，该每一个单胞方块在该工作频段下形成一电磁场分布；在该空心金属方块周期结构的该禁带区内引入一低频表面等离子体极化子的传输模式；
该每一个单胞方块中包括有一凹槽空间；
在该低频表面等离子体极化子的该传输模式下，该空心金属方块周期结构作为一波导用途的结构,该电磁场分布大部分分布于相邻两个单胞方块之间，少量分布于该单胞方块的该凹槽空间内：
该每一个单胞方块包括有：
一基体；一贯通部，以一水平贯通方向贯通该基体，而在该基体中定义出该凹槽空间,该凹槽空间由一左侧部、一相对应于该左侧部的右侧部、以及跨置在该左侧部与该右侧部间的水平顶部所构成；一开口狭槽，以该水平贯通方向形成在该水平顶部，将该水平顶部分隔开而形成一左水平顶部及一右水平顶部。
本发明较佳实施例中，金属基板是由导电佳的金属(例如铝、铜、金之一)所制成，而空心金属方块周期结构的该工作频段为微波频段或太赫兹频段之一。
本发明较佳实施例中，开口狭槽具有一开口狭槽宽度与一较宽的开口狭槽顶间距宽度，且开口狭槽的顶缘与底缘间具有一倒角角度。如此使得该左水平顶部与右水平顶部的间位于上缘处具有较大间距宽度，而位于下缘处具有较小间距宽度。
更者，本发明基体与左侧部的内缘交界处形成有一第一倒角部。基体与右侧部的内缘交界处形成有一第二倒角部。左侧部与左水平顶部的内缘交界处形成有一第三倒角部。右侧部与右水平顶部的内缘交界处形成有一第四倒角部。各倒角部具有一倒角角度。
本发明的特点是：一低频表面等离子体波导结构，其是在一金属基板的上表面布设有由多个单胞方块以亚波长周期(每个单胞方块间隔是小于传输波的波长)沿着一维排列方向排列而形成一空心金属方块周期结构。每一个单胞方块中包括有一凹槽空间。在该空心金属方块周期结构的禁带区内引入一低频表面等离子体极化子的传输模式。在该低频表面等离子体极化子的该传输模式下，每一个单胞方块的电磁场分布大部分局限在该每一个单胞方块中的该凹槽空间中。
本发明较佳实施例中，每一个单胞方块包括有一基体、一贯通部及一开口狭槽。贯通部以垂直于该一维排列方向的贯通方向形成于该单胞方块，而在该单胞方块中定义出一凹槽空间。在该低频表面等离子体极化子的传输模式下，若作为天线的结构时，该每一个单胞方块的电磁场分布大部分局限在该单胞方块中的凹槽空间中，若作为波导用途时，则电磁场大部分分布于相邻两个单胞方块之间，少量分布于单胞方块的凹槽空间内。
在效果方面，现有技术中的实心金属方块周期结构与本发明的空心金属方块周期结构的磁场分布对比下，在本发明空心金属方块周期结构的传输模式中，低频表面等离子体极化子模式的电磁场分布大部分集中于单胞方块的凹槽空间内与两单胞方块之间，因而可以实现电磁场的更高度约束，比起实心金属方块周期结构阵列波导有着更好的传输效果。
本发明的设计，可以实现电磁场的高度约束，并提供随频率变换主波束方向的扫描元件，在操作中选择使用相对应的结构尺寸，调整使用频率。
由于这个结构拥有其他许多低频表面等离子体波导所没有的优越特性。在适当的选择结构的几何参数，可以在指定的频率范围实现高约束导波的功能，另一方面这个结构可以提供随频率变换主波束方向的扫描元件。
本发明在应用时，可以将波导结构进行一定程度的缩小化，并用于太赫兹(THz)波段的导波传输，可以提供对于电磁场更为有效的约束。除此之外，调整结构的几何参数，可以使波导本身提供定向的窄波束的辐射。
再者，本发明的各个单胞方块的开口狭槽及凹槽空间中的倒角结构设计，使得电磁场的分布更易以掌控。
附图说明
图1显示本发明第一实施例低频表面等离子体波导结构的立体图。
图2显示本发明第一实施例单胞方块的扩大立体图。
图3显示图2中A-A断面的剖视图。
图4显示本发明第一实施例具有空心凹槽空间的低频表面等离子体波导结构与实心低频表面等离子体波导结构的工作频率与传播常数间的色散关系曲线图。
图5显示本发明第二实施例低频表面等离子体波导结构的立体图。
图6显示本发明第二实施例单胞方块的扩大立体图。
图7显示图6中B-B断面的剖视图。
图8显示本发明第二实施例具有空心凹槽空间的低频表面等离子体波导结构与实心低频表面等离子体波导结构的工作频率与传播常数间的色散关系曲线图。
主要元件标号说明
100、100a 空心金属方块周期结构
1 单胞方块 10 基体
11 贯通部 12 左侧部
13 右侧部 14 水平顶部
141 左水平顶部 142 右水平顶部
2 金属基板 21 上表面
3 开口狭槽 4 凹槽空间
41 第一倒角部 42 第二倒角部
43 第三倒角部 44 第四倒角部
A 单胞方块的间隔 a1 凹槽宽度
a2 开口狭槽宽度 a3 开口狭槽顶间距宽度
b 倒角长度 C1 空心结构色散曲线
C2 实心结构色散曲线 C3 电磁波自由空气色散曲线
D 单胞方块排列周期长度 h 单胞方块高度
h1 凹槽深度 I1 一维排列方向
I2 水平贯通方向 L1 单胞方块长度
L2 单胞方块宽度
θ1 开口狭槽的顶缘与底缘间的倒角角度
θ2 倒角部的倒角角度
具体实施方式
本发明所采用的具体技术，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步说明。
请参阅图1，其显示本发明第一实施例低频表面等离子体波导结构的立体图。本发明低频表面等离子体波导结构包括有多个彼此间隔一预定间距的单胞方块1列置在一平板状金属基板2的上表面21上。各个单胞方块1是以亚波长周期(subwave length periodic)沿着一维排列方向I1在该金属基板2的上表面21上排列成一直线而形成一空心金属方块周期结构100(metallic hollow blocks periodic structure)。
参阅图2-图3，分别为本发明第一实施例中具体实施例单胞方块1的扩大立体图及剖面图。单胞方块1的基体10中形成有一贯通部11，该贯通部11以垂直于该一维排列方向I1的水平贯通方向I2贯通单胞方块1，使单胞方块1形成一左侧部12、一相对应于该左侧部12的右侧部13以及一跨置在该左侧部12与该右侧部13间的水平顶部14。该贯通部11在该单胞方块1中定义出一由左侧部12、右侧部13及水平顶部14所构成的一凹槽空间4，而构成了本发明的空心金属方块周期结构100。
此外，一开口狭槽3(Open slot)以该水平贯通方向I2形成在该水平顶部14，将该水平顶部14分隔形成一左水平顶部141及一相对应的右水平顶部142。
参照图式，如现有技术采用实心金属方块周期结构，则其几何参数分别表示如下：
单胞方块的间隔a＝5毫米(mm)；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米(mm)；
单胞方块高度h＝4毫米(mm)；
单胞方块长度L1＝5毫米(mm)。
对于本发明具有空心凹槽空间的实施例空心金属方块周期结构则是在前述实心金属方块结构中额外引入如下尺寸的凹槽空间：
凹槽宽度a1＝3.0毫米(mm)；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米(mm)；
凹槽深度h1＝2.0毫米(mm)。
通过每一个单胞方块1中的凹槽空间4及该开口狭槽3，在空心金属方块周期结构100的禁带区内引入一低频表面等离子体极化子(low frequency spoof surface plasmonpolaritons)的传输模式。在低频表面等离子体极化子的传输模式下，本发明若作为天线的结构时，该每一个单胞方块的电磁场分布是大部分局限在单胞方块的凹槽空间中，若作为波导用途时，则电磁场大部分分布于相邻两个单胞方块之间，少量分布于单胞方块的凹槽空间内。
本发明的较佳实施例中，金属基板2由导电佳的金属(例如铝、铜、金之一)所制成。而该空心金属方块周期结构100的工作频段设定为微波(microwave)频段或在太赫兹频段(THz)。
参阅图4所示，其显示本发明空心金属方块周期结构与现有技术实心金属方块周期结构的工作频率与传播常数(propagation constant)间的色散(dispersion)关系曲线图。图式中的纵坐标系表示工作频率，而横坐标系表示传播常数β。图式中显示的空心结构色散曲线C1表示本发明空心金属方块周期结构的色散曲线，而实心结构色散曲线C2表示现有技术中实心金属方块周期结构的色散曲线。
数值模拟与实验的结果主要将聚焦于波导结构中的基模，这类模式很容易在微波的X频段来激励，并且电磁场高度地约束于金属波导的周期结构中。数值结果发现，对于实心金属方块周期结构的表面等离子体波导而言，基模的截止频率9.72GHz，而渐进频率是11.506GHz，工作频带的宽度是1.786GHz。实心金属方块周期结构的工作频率落在这个范围，电磁场高度地约束于相邻两个单胞方块中间。
对于空心金属方块的阵列结构而言，其截止频率为9.0GHz，而渐进频率则为11.504GHz，工作频带的宽度是2.504GHz。而空心金属方块周期结构在这个频率范围，其电磁场分布大部分的能量均进入空心金属方块的槽孔区而少量位于空心区外，以至于可以在更宽频的区间内有效地约束电磁场于亚波长的尺寸下。
对于空心金属方块周期结构而言，由于将每一个单胞方块挖空后，会在原本实心金属方块周期结构的禁带范围内引入额外的传输模式。周期排列空心金属方块的结构色散曲线中禁带底部在β＝0.5(频率11.504GHz)的电磁场分布几乎完全约束于相邻两个单胞方块之间，由于场分布的方式极为不同因此存在新的禁带结构。由于形成空心金属方块而额外引入的禁带区的宽度为0.451GHz。漏波区的频率范围将从12.3279GHz到13.068GHz，扫描频宽是0.7401GHz。
通过在金属表面挖出以亚波长周期分布的孔洞(孔洞的尺寸和深度均小于波长)，不仅可以增强电磁波的传输作用，还可以实现电磁场的亚波长的高度约束，与真实表面等离子体极化子非常相似，并且在实际应用上spoof SPPs(SSPPs)有着更大的操作灵活性，结构表面层的等效表面等离子体频率仅与表面结构的几何参数有关。从而在金属平面上传播太赫兹波或更低频的微波频段开辟了一条有效途径。SSPPs的存在在微波波段和太赫兹波段均获得了实验验证。
进一步的研究表明，在金属表面和金属线上刻一维周期分布的凹槽可以支持太赫兹波段SSPPs的传播。并且SSPPs的色散关系可以通过改变金属表面凹槽的周期结构进行任意调控，其场约束、损耗等性能也仅依赖于周期表面结构的几何参数。由于低频表面等离子体极化子波导的导波特性是由其波导本身的几何结构来决定，因此就设计导波元件上来讲有更多的优越性。因此有许多基于低频表面等离子体极化子传输机制的许多波导方案被研究工作者提出，特别是金属方块的周期阵列最为容易在低频波段实现。其中一个结构的每一个单胞方块均存在凹槽，这些金属周期结构均可以支持表面波。
在本发明中，在周期排列的每一个单胞方块结构中引入凹槽，将原本无凹槽的金属方块周期结构的带隙内引入额外的传输模式。在这个新的传输模式中的电磁场大部分将集中于单胞方块的凹槽内部。此外由于这个模式对应的色散曲线将与电磁波自由空气色散曲线C3(Light line)相交，并进入周期结构的辐射区。通过实验量测验证了金属周期结构在这个频段中可以提供随着频率而扫描的铅笔波束，其扫描的角度超过30度以上。
由于这个结构拥有其他许多低频表面等离子体波导所没有的优越特性。在适当的选择结构的几何参数，可以在指定的频率范围实现高约束导波的功能，另一方面这个结构也可以提供随频率变换主波束方向的扫描元件。
本发明结构所呈现的漏波辐射具有高度的方向性，主波束相对于z轴总是存在一定的仰角。根据理论分析的结果，具有明显方向性的波束可以从12.5GHz的3040到12.9GHz的3360，共有320的仰角扫描范围。
实心金属方块周期结构与本发明的空心金属方块周期结构的磁场分布对比下，在本发明空心金属方块周期结构的传输模式中，低频表面等离子体极化子模式的电磁场分布大部分集中于单胞方块的凹槽空间内，因而可以实现电磁场的高度约束，比起实心金属方块周期结构阵列波导有着更好的传输效果。
参阅图5所示,其显示本发明第二实施例低频表面等离子体波导结构的立体图，图6显示本发明第二实施例单胞方块的扩大立体图，图7显示图6中B-B断面的剖视图。本实施例的大部分组成构件与第一实施例相同，故相同元件乃标示相同的元件编号，以资对应。
如图所示，本实施例的空心金属方块周期结构100a中,开口狭槽3具有一窄底部开口与一宽顶部开口，亦即开口狭槽3具有一较窄的开口狭槽宽度a2与一较宽的开口狭槽顶间距宽度a3，且开口狭槽3的顶缘与底缘间具有一倒角角度θ1＝45度角。如此使得该左水平顶部141与右水平顶部142之间位于上缘处具有较大间距宽度，而位于下缘处具有较小间距宽度。
再者，本发明较佳实施例的单胞方块结构中，基体10与左侧部12的内缘交界处形成有一第一倒角部41。基体10与右侧部13的内缘交界处形成有一第二倒角部42。左侧部12与左水平顶部141的内缘交界处形成有一第三倒角部43。右侧部13与右水平顶部142的内缘交界处形成有一第四倒角部44。各倒角部41～44具有一倒角角度θ2＝45度角。
参照图式，如现有技术采用实心金属方块周期结构，则其几何参数分别表示如下：
单胞方块的间隔a＝5毫米(mm)；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米(mm)；
单胞方块高度h＝4毫米(mm)；
单胞方块长度L1＝5毫米(mm)；
单胞方块宽度L2＝5毫米(mm)。
本发明空心金属方块周期结构则是在前述实心金属方块周期结构中额外引入如下尺寸的凹槽空间：
凹槽宽度a1＝3.0毫米(mm)；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米(mm)；
开口狭槽顶间距宽度a3＝3.0毫米(mm)；
开口狭槽的顶缘与底缘间的倒角角度θ1＝45度角；
开口狭槽的倒角长度b＝0.5毫米(mm)；
各倒角部41～44的倒角角度θ2＝45度角；
凹槽深度h1＝2.0毫米(mm)。
参阅图8所示，其显示本发明具有空心凹槽空间的低频表面等离子体波导装置与实心低频表面等离子体波导装置的工作频率与传播常数(propagation constant)间的色散(dispersion)关系曲线图。图式中的纵坐标表示工作频率，而横坐标表示传播常数β。图式中显示的空心结构色散曲线C1表示本发明空心金属方块周期结构的色散曲线，而实心结构色散曲线C2表示现有技术中实心金属方块周期结构的色散曲线。
数值模拟与实验的结果主要将聚焦于波导结构中的基模，这类模式很容易在微波的X频段来激励，并且电磁场高度地约束于金属波导的周期结构中。数值结果发现，对于实心金属方块周期结构的表面等离子体波导而言，基模的截止频率9.719GHz，而渐进频率是11.506GHz，工作频带的宽度是1.7861GHz。实心金属方块周期结构的工作频率落在这个范围，电磁场高度地约束于两块金属方块中间。
对于空心金属方块的阵列结构而言其截止频率为9.314GHz，而渐进频率则为11.657GHz，工作频带的宽度是2.343GHz。而空心金属方块周期结构在这个频率范围其电磁场分布，大部分的能量均进入空心金属方块的槽孔区而少量位于空心区外，以至于可以在更宽频的区间内有效地约束电磁场于亚波长的尺寸下。
对于空心金属方块而言，由于将每一个金属方块挖空后，会在原本实心金属方块的禁带范围内引入额外的传输模式。经由计算分析显示周期排列空心金属方块的结构色散曲线中的额外传输模式在传播常数β＝0.5(频率13.355GHz)的电磁场主要分布于凹槽空间内。而周期排列空心金属方块的结构色散曲线中禁带底部在β＝0.5(频率11.657GHz)的电磁场分布，电磁场几乎完全约束于相邻两个金属方块之间，由于场分布的方式极为不同，因此存在新的禁带结构。由于形成空心金属方块而额外引入的禁带宽度为1.698GHz。漏波区的频率范围将从13.4556GHz到14.8794GHz，扫描频宽是1.4238GHz。
本发明结构所呈现的漏波辐射具有高度的方向性，主波束相对于z轴总是存在一定的仰角。根据理论分析的结果，频率13.6623GHz的漏波场分布，主波束位于仰角θ＝293°。频率为14.7341GHz的漏波辐射的远场分布，其主波束的仰角位于θ＝342°。因此，如果将馈入的信号由13.6623GHz连续改变至14.7341GHz，实际的波束将在这两个角度间扫描，其仰角的扫描范围为49°。通过上述的实施例说明，可知本发明确具产业利用价值，故本发明业已符合于专利的要件。以上的实施例说明，仅为本发明的较佳实施例说明，凡精于此项技术者当可依据本发明的上述实施例说明而作其它种种的改良及变化。然而这些依据本发明实施例所作的种种改良及变化，当仍属于本发明的发明精神及所界定的权利要求内。
Claims (14)
1.一种低频表面等离子体波导结构，包括：
一金属基板，具有一上表面；
一空心金属方块周期结构，该空心金属方块周期结构工作在一预定的工作频段并定义有一禁带区；
该空心金属方块周期结构包括有多个彼此间隔一预定间距的单胞方块，各个单胞方块以一亚波长周期沿着一维排列方向排列在该金属基板的该上表面，该每一个单胞方块在该工作频段下形成一电磁场分布；
在该空心金属方块周期结构的该禁带区内引入一低频表面等离子体极化子的传输模式；
其特征在于，
该每一个单胞方块中包括有一凹槽空间；
在该低频表面等离子体极化子的该传输模式下，该空心金属方块周期结构作为一天线的结构，该每一个单胞方块的该电磁场分布大部分局限在该单胞方块中的该凹槽空间中；
该每一个单胞方块包括有：
一基体；
一贯通部，以一水平贯通方向贯通该基体，而在该基体中定义出该凹槽空间,该凹槽空间由一左侧部、一相对应于该左侧部的右侧部、以及跨置在该左侧部与该右侧部间的水平顶部所构成；
一开口狭槽，以该水平贯通方向形成在该水平顶部，将该水平顶部分隔开而形成一左水平顶部及一右水平顶部。
2.如权利要求1所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该开口狭槽具有一窄的开口狭槽宽度与一宽的开口狭槽顶间距宽度。
3.如权利要求1所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该空心金属方块周期结构的该工作频段为微波频段、太赫兹频段之一。
4.如权利要求1所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该每一个单胞方块的几何参数为：
单胞方块的间隔a＝5毫米；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米；
单胞方块高度h＝4毫米；
单胞方块长度L1＝5毫米；
凹槽宽度a1＝3.0毫米；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米；
凹槽深度h1＝2.0毫米。
5.如权利要求2所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该每一个单胞方块的几何参数为：
单胞方块的间隔a＝5毫米；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米；
单胞方块高度h＝4毫米；
单胞方块长度L1＝5毫米；
单胞方块宽度L2＝5毫米；
凹槽宽度a1＝3.0毫米；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米；
开口狭槽顶间距宽度a3＝3.0毫米；
开口狭槽的顶缘与底缘间的倒角角度θ1＝45度角；
开口狭槽的倒角长度b＝0.5毫米；
凹槽深度h1＝2.0毫米。
6.如权利要求1所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，
该基体与该左侧部的内缘交界处形成有一第一倒角部；
该基体与该右侧部的内缘交界处形成有一第二倒角部；
该左侧部与该左水平顶部的内缘交界处形成有一第三倒角部；
该右侧部与该右水平顶部的内缘交界处形成有一第四倒角部。
7.如权利要求6的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该第一倒角部、第二倒角部、第三倒角部、第四倒角部各具有一倒角角度θ2＝45度角。
8.一种低频表面等离子体波导结构，包括：
一金属基板，具有一上表面；
一空心金属方块周期结构，该空心金属方块周期结构是工作在一预定的工作频段并定义有一禁带区；
该空心金属方块周期结构包括有多个彼此间隔一预定间距的单胞方块，各个单胞方块以一亚波长周期沿着一维排列方向排列在该金属基板的该上表面，该每一个单胞方块在该工作频段下形成一电磁场分布；
在该空心金属方块周期结构的该禁带区内引入一低频表面等离子体极化子的传输模式；
其特征在于，
该每一个单胞方块中包括有一凹槽空间；
在该低频表面等离子体极化子的该传输模式下，该空心金属方块周期结构作为一波导用途的结构,该电磁场分布大部分分布于相邻两个单胞方块之间，少量分布于该单胞方块的该凹槽空间内：
该每一个单胞方块包括有：
一基体；
一贯通部，以一水平贯通方向贯通该基体，而在该基体中定义出该凹槽空间,该凹槽空间由一左侧部、一相对应于该左侧部的右侧部、以及跨置在该左侧部与该右侧部间的水平顶部所构成；
一开口狭槽，以该水平贯通方向形成在该水平顶部，将该水平顶部分隔开而形成一左水平顶部及一右水平顶部。
9.如权利要求8所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该开口狭槽具有一窄的开口狭槽宽度与一宽的开口狭槽顶间距宽度。
10.如权利要求8所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该空心金属方块周期结构的该工作频段为微波频段、太赫兹频段之一。
11.如权利要求8所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该每一个单胞方块的几何参数为：
单胞方块的间隔a＝5毫米；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米；
单胞方块高度h＝4毫米；
单胞方块长度L1＝5毫米；
凹槽宽度a1＝3.0毫米；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米；
凹槽深度h1＝2.0毫米。
12.如权利要求9所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该每一个单胞方块的几何参数为：
单胞方块的间隔a＝5毫米；
单胞方块排列周期长度d＝10毫米；
单胞方块高度h＝4毫米；
单胞方块长度L1＝5毫米；
单胞方块宽度L2＝5毫米；
凹槽宽度a1＝3.0毫米；
开口狭槽宽度a2＝1.0毫米；
开口狭槽顶间距宽度a3＝3.0毫米；
开口狭槽的顶缘与底缘间的倒角角度θ1＝45度角；
开口狭槽的倒角长度b＝0.5毫米；
凹槽深度h1＝2.0毫米。
13.如权利要求8所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，
该基体与该左侧部的内缘交界处形成有一第一倒角部；
该基体与该右侧部的内缘交界处形成有一第二倒角部；
该左侧部与该左水平顶部的内缘交界处形成有一第三倒角部；
该右侧部与该右水平顶部的内缘交界处形成有一第四倒角部。
14.如权利要求13所述的低频表面等离子体波导结构，其特征在于，该第一倒角部、第二倒角部、第三倒角部、第四倒角部各具有一倒角角度θ2＝45度角。
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