CN105044842B - 多通道太赫兹波功分器 - Google Patents

多通道太赫兹波功分器 Download PDF

Info

Publication number
CN105044842B
CN105044842B CN201510557470.2A CN201510557470A CN105044842B CN 105044842 B CN105044842 B CN 105044842B CN 201510557470 A CN201510557470 A CN 201510557470A CN 105044842 B CN105044842 B CN 105044842B
Authority
CN
China
Prior art keywords
airport
combination
signal output
output part
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510557470.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105044842A (zh
Inventor
李九生
孙建忠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201510557470.2A priority Critical patent/CN105044842B/zh
Publication of CN105044842A publication Critical patent/CN105044842A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105044842B publication Critical patent/CN105044842B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/126—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind using polarisation effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1225—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths comprising photonic band-gap structures or photonic lattices
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12133—Functions
    • G02B2006/1215—Splitter

Abstract

本发明公开了一种多通道太赫兹波功分器，它包括孔状镂空平板、信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、第五信号输出端、第六信号输出端、第七信号输出端、第八信号输出端、信号输入端与八个输出端之间设有7个Y形波导通道，输入的太赫兹波经第一级正向Y形通道波导分为2路，再经两个第二级反向Y形波导通道分为4路，之后经2个第三级反向Y形波导通道和2个第三级正向Y形波导通道各分为4路，实现8个通道同时输出相同功率的太赫兹波。本发明具有结构简单、功分效率高，尺寸小，成本低、易于集成等优点。

Description

多通道太赫兹波功分器
技术领域
本发明涉及分束器，尤其涉及一种多通道太赫兹波功分器。
背景技术
随着现代科学技术的迅猛发展、国际竞争的加剧以及社会信息化进程不断加快，各种各样的新技术、新思想大量涌现出来。从云计算到物联网，从激光到太赫兹技术的出现都给了我们很大的机遇，同时也存在一定的挑战。太赫兹（THz）通常是指频率在0.1~10THz（波长为0.03~3mm）的电磁波。它的长波段与毫米波（亚毫米波）相重合，其发展主要依靠电子学科学技术；而它的短波段与红外线相重合，其发展主要依靠光子学科学技术，可见太赫兹波是宏观电子学向微观光子学过渡的频段，在电磁波频谱中占有很特殊的位置。由于太赫兹所处的特殊电磁波谱的位置，它有很多优越的特性，有非常重要的学术和应用价值，使得太赫兹受到全世界各国政府的支持。
太赫兹波功分器是一类重要的太赫兹波功能器件，近年来太赫兹波功分器已成为国内外研究的热点和难点。然而现有的太赫兹波功分器大都存在着结构复杂、功分效率低、成本高等诸多缺点，所以研究结构简单、功分效率高、成本低的太赫兹波功分器意义重大。
发明内容
本发明为了克服现有技术不足，提供一种结构简单、功分效率高的多通道太赫兹波功分器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种多通道太赫兹波功分器包括孔状镂空平板、空气孔光子晶体、信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、第五信号输出端、第六信号输出端、第七信号输出端、第八信号输出端、七个空气孔、第一空气孔组合、第二空气孔组合、第三空气孔组合、第四空气孔组合、第五空气孔组合、第六空气孔组合、第七空气孔组合、第八空气孔组合、第九空气孔组合、第十空气孔组合、第十一空气孔组合、第十二空气孔组合、第十三空气孔组合、第十四空气孔组合；孔状镂空平板中设有二维周期排列的空气孔光子晶体，二维周期排列的空气孔光子晶体之间设有信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、第五信号输出端、第六信号输出端、第七信号输出端、第八信号输出端，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体后,孔状镂空平板上形成了由7个Y形通道波导组合而成的太赫兹波功分器，孔状镂空平板左侧中间输入的太赫兹波经第一级正向Y形通道波导分为2路，再经2个第二级反向Y形波导通道分为4路，再经2个第三级反向Y形波导通道分为4路，和2个第三级正向Y形波导通道分为4路，由此实现8个通道同时输出相等功率的太赫兹波；在7个Y形波导通道的中央设有七个空气孔，第一空气孔组合、第二空气孔组合分别位于第一级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第三空气孔组合、第五空气孔组合分别位于上侧的第二级反向Y形通道波导的下侧和上侧、第四空气孔组合、第六空气孔组合分别位于下侧的第二级反向Y形通道波导的上侧和下侧，第七空气孔组合、第八空气孔组合分别位于左上方的第三级反向Y形通道波导的上侧和下侧、第九空气孔组合、第十空气孔组合分别位于左下方的第三级反向Y形通道波导的下侧和上侧，第十一空气孔组合、第十二空气孔组合分别位于右上方的第三级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第十三空气孔组合、第十四空气孔组合分别位于右下方的第三级正向Y形通道波导的下侧和上侧。
所述的孔状镂空平板的材料为硅，折射率为3.42。所述的二维周期排列的空气孔光子晶体是沿X-Z平面呈三角形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为48~50μm，周期为150~152μm。所述的空气孔半径为30~32μm。所述的第一空气孔组合、第三空气孔组合、第六空气孔组合、第八空气孔组合第九空气孔组合、第十一空气孔组合、第十四空气孔组合形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。所述的第二空气孔组合、第四空气孔组合、第五空气孔组合、第七空气孔组合、第十空气孔组合、第十二空气孔组合、第十三空气孔组合形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。
本发明的多通道太赫兹波功分器具有结构简单紧凑，功分效率高，尺寸小，体积小，便于制作等优点，满足在太赫兹波成像、医学诊断、太赫兹波通信等领域应用的要求。
附图说明
图1是多通道太赫兹波功分器的三维结构示意图；
图2是多通道太赫兹波功分器的二维结构示意图；
图3是多通道太赫兹波功分器各个输出端输出功率曲线；
图4是多通道太赫兹波功分器在0.628THz时稳态电场分布图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种多通道太赫兹波功分器包括孔状镂空平板26、空气孔光子晶体10、信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5、第五信号输出端6、第六信号输出端7、第七信号输出端8、第八信号输出端9、七个空气孔11、第一空气孔组合12、第二空气孔组合13、第三空气孔组合14、第四空气孔组合15、第五空气孔组合16、第六空气孔组合17、第七空气孔组合18、第八空气孔组合19、第九空气孔组合20、第十空气孔组合21、第十一空气孔组合22、第十二空气孔组合23、第十三空气孔组合24、第十四空气孔组合25；孔状镂空平板26中设有二维周期排列的空气孔光子晶体10，二维周期排列的空气孔光子晶体10之间设有信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5、第五信号输出端6、第六信号输出端7、第七信号输出端8、第八信号输出端9，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体10后,孔状镂空平板26上形成了由7个Y形通道波导组合而成的太赫兹波功分器，孔状镂空平板26左侧中间输入的太赫兹波经第一级正向Y形通道波导分为2路，再经2个第二级反向Y形波导通道分为4路，再经2个第三级反向Y形波导通道分为4路，和2个第三级正向Y形波导通道分为4路，由此实现8个通道同时输出相等功率的太赫兹波；在7个Y形波导通道的中央设有七个空气孔11，第一空气孔组合12、第二空气孔组合13分别位于第一级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第三空气孔组合14、第五空气孔组合16分别位于上侧的第二级反向Y形通道波导的下侧和上侧、第四空气孔组合15、第六空气孔组合17分别位于下侧的第二级反向Y形通道波导的上侧和下侧，第七空气孔组合18、第八空气孔组合19分别位于左上方的第三级反向Y形通道波导的上侧和下侧、第九空气孔组合20、第十空气孔组合21分别位于左下方的第三级反向Y形通道波导的下侧和上侧，第十一空气孔组合22、第十二空气孔组合23分别位于右上方的第三级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第十三空气孔组合24、第十四空气孔组合25分别位于右下方的第三级正向Y形通道波导的下侧和上侧。
所述的孔状镂空平板26的材料为硅，折射率为3.42。所述的二维周期排列的空气孔光子晶体10是沿X-Z平面呈等边三角形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为150~152μm。所述的七个空气孔11的半径为30~32μm。所述的第一空气孔组合12、第三空气孔组合14、第六空气孔组合17、第八空气孔组合19、第九空气孔组合20、第十一空气孔组合22、第十四空气孔组合25形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。所述的第二空气孔组合13、第四空气孔组合15、第五空气孔组合16、第七空气孔组合18、第十空气孔组合21、第十二空气孔组合23、第十三空气孔组合24形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。
实施例1
孔状镂空平板的材料为硅，折射率为3.42。二维周期排列的空气孔光子晶体是沿X-Z平面呈三角形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为48μm，周期为150μm。空气孔半径为30μm。第一空气孔组合、第三空气孔组合、第六空气孔组合、第八空气孔组合、第九空气孔组合、第十一空气孔组合、第十四空气孔组合形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48μm，空气孔圆心之间的距离为228μm。第二空气孔组合、第四空气孔组合、第五空气孔组合、第七空气孔组合、第十空气孔组合、第十二空气孔组合、第十三空气孔组合形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48μm，空气孔圆心之间的距离为228μm。多通道太赫兹波功分器的各个输出端输出功率曲线如图3所示，频率为0.628THz时各个输出端输出功率输出功率均为11.9%，功分器的总功率为95.2%。多通道太赫兹波功分器在0.628THz时的稳态电场分布图如图4所示。

Claims (5)

1.一种多通道太赫兹波功分器，其特征在于包括孔状镂空平板（26）、空气孔光子晶体（10）、信号输入端（1）、第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、第三信号输出端（4）、第四信号输出端（5）、第五信号输出端（6）、第六信号输出端（7）、第七信号输出端（8）、第八信号输出端（9）、七个空气孔（11）、第一空气孔组合（12）、第二空气孔组合（13）、第三空气孔组合（14）、第四空气孔组合（15）、第五空气孔组合（16）、第六空气孔组合（17）、第七空气孔组合（18）、第八空气孔组合（19）、第九空气孔组合（20）、第十空气孔组合（21）、第十一空气孔组合（22）、第十二空气孔组合（23）、第十三空气孔组合（24）、第十四空气孔组合（25）；孔状镂空平板（26）中设有二维周期排列的空气孔光子晶体（10），二维周期排列的空气孔光子晶体（10）之间设有信号输入端（1）、第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、第三信号输出端（4）、第四信号输出端（5）、第五信号输出端（6）、第六信号输出端（7）、第七信号输出端（8）、第八信号输出端（9），在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体（10）后,孔状镂空平板（26）上形成了由7个Y形通道波导组合而成的太赫兹波功分器，孔状镂空平板（26）左侧中间输入的太赫兹波经第一级正向Y形通道波导分为2路，再经2个第二级反向Y形波导通道分为4路，再经2个第三级反向Y形波导通道分为4路，和2个第三级正向Y形波导通道分为4路，由此实现8个通道同时输出相等功率的太赫兹波；在7个Y形波导通道的中央设有七个空气孔（11），第一空气孔组合（12）、第二空气孔组合（13）分别位于第一级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第三空气孔组合（14）、第五空气孔组合（16）分别位于上侧的第二级反向Y形通道波导的下侧和上侧、第四空气孔组合（15）、第六空气孔组合（17）分别位于下侧的第二级反向Y形通道波导的上侧和下侧，第七空气孔组合（18）、第八空气孔组合（19）分别位于左上方的第三级反向Y形通道波导的上侧和下侧、第九空气孔组合（20）、第十空气孔组合（21）分别位于左下方的第三级反向Y形通道波导的下侧和上侧，第十一空气孔组合（22）、第十二空气孔组合（23）分别位于右上方的第三级正向Y形通道波导的上侧和下侧，第十三空气孔组合（24）、第十四空气孔组合（25）分别位于右下方的第三级正向Y形通道波导的下侧和上侧。
2.根据权利要求1所述的一种多通道太赫兹波功分器，其特征在于所述的孔状镂空平板（26）的材料为硅，折射率为3.42。
3.根据权利要求1所述的一种多通道太赫兹波功分器，其特征在于所述的七个空气孔（11）的半径为30~32μm。
4.根据权利要求1所述的一种多通道太赫兹波功分器，其特征在于所述的第一空气孔组合（12）、第三空气孔组合（14）、第六空气孔组合（17）、第八空气孔组合（19）、第九空气孔组合（20）、第十一空气孔组合（22）、第十四空气孔组合（25）形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。
5.根据权利要求1所述的一种多通道太赫兹波功分器，其特征在于所述的第二空气孔组合（13）、第四空气孔组合（15）、第五空气孔组合（16）、第七空气孔组合（18）、第十空气孔组合（21）、第十二空气孔组合（23）、第十三空气孔组合（24）形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为48~50μm，空气孔圆心之间的距离为228~231μm。
CN201510557470.2A 2015-09-06 2015-09-06 多通道太赫兹波功分器 Expired - Fee Related CN105044842B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510557470.2A CN105044842B (zh) 2015-09-06 2015-09-06 多通道太赫兹波功分器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510557470.2A CN105044842B (zh) 2015-09-06 2015-09-06 多通道太赫兹波功分器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105044842A CN105044842A (zh) 2015-11-11
CN105044842B true CN105044842B (zh) 2017-12-15

Family

ID=54451508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510557470.2A Expired - Fee Related CN105044842B (zh) 2015-09-06 2015-09-06 多通道太赫兹波功分器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105044842B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105911643B (zh) * 2016-06-23 2018-10-16 中国计量大学 基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器
CN106772800A (zh) * 2017-01-11 2017-05-31 中国计量大学 四通道太赫兹波功分器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6640034B1 (en) * 1997-05-16 2003-10-28 Btg International Limited Optical photonic band gap devices and methods of fabrication thereof
CN1967298A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 中国科学院半导体研究所 一种基于soi的光子晶体分束器及制法
CN101038354A (zh) * 2007-04-24 2007-09-19 浙江大学 超短光子晶体1×n光功分器
CN102323641A (zh) * 2011-09-20 2012-01-18 揭阳职业技术学院 一种二维光子晶体3-y型4通道分束器
CN103682541A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 中国计量学院 非对称结构的太赫兹波一分四功分器
CN103682542A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 中国计量学院 对称多栅格太赫兹波功分器
CN104393388A (zh) * 2014-12-09 2015-03-04 电子科技大学 太赫兹基片集成波导多路功分器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6640034B1 (en) * 1997-05-16 2003-10-28 Btg International Limited Optical photonic band gap devices and methods of fabrication thereof
CN1967298A (zh) * 2005-11-18 2007-05-23 中国科学院半导体研究所 一种基于soi的光子晶体分束器及制法
CN101038354A (zh) * 2007-04-24 2007-09-19 浙江大学 超短光子晶体1×n光功分器
CN102323641A (zh) * 2011-09-20 2012-01-18 揭阳职业技术学院 一种二维光子晶体3-y型4通道分束器
CN103682541A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 中国计量学院 非对称结构的太赫兹波一分四功分器
CN103682542A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 中国计量学院 对称多栅格太赫兹波功分器
CN104393388A (zh) * 2014-12-09 2015-03-04 电子科技大学 太赫兹基片集成波导多路功分器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于光子晶体的双波长太赫兹波功分器研究;程伟;《光子学报》;20140131;第43卷(第1期);第0123002-1-0123002-5页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105044842A (zh) 2015-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104570409B (zh) 一种紧凑型六端口光子晶体环行器
CN105044842B (zh) 多通道太赫兹波功分器
CN106772793A (zh) 一种基于硅基超材料的片上集成型光功率分束器
CN105044841B (zh) 基于多种介质柱结构的太赫兹波偏振分束器
CN105044838B (zh) 可调多通道太赫兹波功分器
CN105911643B (zh) 基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器
CN106772795A (zh) 一种高效率的多频点1×3光子晶体分束器结构
CN102591095B (zh) 基于光子晶体交叉分光波导的超短单脉冲光发生器
US10473854B2 (en) High-contrast photonic crystal “and” logic gate
CN202167588U (zh) 周期性镂空结构的太赫兹波滤波器
WO2016095847A1 (zh) 高对比度光子晶体"或"、"非"、"异或"逻辑门
CN103682542B (zh) 对称多栅格太赫兹波功分器
CN102931457B (zh) 圆孔直线形太赫兹波滤波器
CN109585988A (zh) 雪花状双频段太赫兹滤波器
CN106405735B (zh) 硅阵列结构的太赫兹波偏振分束器
CN105334574B (zh) 基于孔状镂空结构的太赫兹波分路器
CN105866886B (zh) 多种空气孔镂空平板结构的太赫兹波偏振分束器
CN102928920B (zh) 双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器
CN103472528A (zh) 一种带葡萄柚空气孔的高双折射光子准晶光纤
CN106772800A (zh) 四通道太赫兹波功分器
WO2016095849A1 (zh) 光子晶体全光与变换逻辑门
CN207752171U (zh) 基于交叉结构的新型太赫兹吸收器
CN203760680U (zh) 一种微带双波束馈电网络结构
CN105870551B (zh) 基于多种介质柱的太赫兹波滤波器
CN106526752B (zh) 用于多模光波导3dB分束的定向耦合器及耦合方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171215

Termination date: 20180906

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee