CN106772799B - 多频点太赫兹波分路器 - Google Patents

多频点太赫兹波分路器 Download PDF

Info

Publication number
CN106772799B
CN106772799B CN201611160715.9A CN201611160715A CN106772799B CN 106772799 B CN106772799 B CN 106772799B CN 201611160715 A CN201611160715 A CN 201611160715A CN 106772799 B CN106772799 B CN 106772799B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output end
signal output
waveguide
inverted
thz wave
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.)
Active
Application number
CN201611160715.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106772799A (zh
Inventor
章乐
李九生
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 CN201611160715.9A priority Critical patent/CN106772799B/zh
Publication of CN106772799A publication Critical patent/CN106772799A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106772799B publication Critical patent/CN106772799B/zh
Active 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
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/125—Bends, branchings or intersections
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多频点太赫兹波分路器。它包括呈正方形周期排列的介质柱及位于介质柱之间的信号输入端、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、第一折线波导、第二折线波导、第一倒U形波导、第二倒U形波导、第一耦合区域、第二耦合区域、第三耦合区域，第一折线波导、第一耦合区域、第一倒U形波导、第二耦合区域、第二倒U形波导、第三耦合区域、第二折线波导自左到右顺次排列。本发明具有结构简单、尺寸小、成本低、易于集成等优点。

Description

多频点太赫兹波分路器
技术领域
本发明涉及太赫兹波分路器，尤其涉及一种多频点太赫兹波分路器。
背景技术
近年来，在电磁波谱上介于发展已相当成熟的毫米波和红外光之间的太赫兹波无疑是一个崭新的研究领域。太赫兹波频率0.1～10THz，波长为30μm～3mm。长期以来，由于缺乏有效的太赫兹波产生和检测方法，与传统的微波技术和光学技术相比较，人们对该波段电磁辐射性质的了解甚少，以至于该波段成为了电磁波谱中的太赫兹空隙。随着太赫兹辐射源和探测技术的突破，太赫兹独特的优越特性被发现并在材料科学、气体探测、生物和医学检测、通信等方面展示出巨大的应用前景。可以说太赫兹技术科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题，又是新一代信息产业以及基础科学发展的重大需求。
太赫兹波解复用器是一类重要的太赫兹波功能器件，近年来太赫兹波分路器已成为国内外研究的热点和难点。然而现有的太赫兹波解复用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、分路效率高、成本低、尺寸小，具有可调性能的太赫兹波分路器意义重大。
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、响应快的多频点太赫兹波分路器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
多频点太赫兹波分路器，包括设置于基底上方的呈正方形周期排列的介质柱及位于介质柱之间的信号输入端、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、第一折线波导、第二折线波导、第一倒U形波导、第二倒U形波导、第一耦合区域、第二耦合区域、第三耦合区域；在去除部分介质柱后，形成了第一折线波导、第二折线波导、第一倒U形波导、第二倒U形波导，第一耦合区域由一排第一介质柱组成，第二耦合区域由一排第二介质柱组成，第三耦合区域由一排第三介质柱组成，第一折线波导、第一耦合区域、第一倒U形波导、第二耦合区域、第二倒U形波导、第三耦合区域、第二折线波导自左到右顺次排列，第一倒U形波导的右下端设有信号输入端，第一折线波导的下端设有第一信号输出端，第一倒U形波导的左下端设有第二信号输出端，第二倒U形波导的右下端设有第三信号输出端，第二折线波导的下端设有第四信号输出端；太赫兹波从信号输入端输入，四种不同频率的太赫兹波分别从第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端分离输出。
上述技术方案可以采用如下优选方式：
所述的二维周期排列的介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第一介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻第一介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第二介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为29～31μm，相邻第二介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第三介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为35～37μm，相邻第三介质柱之间圆心的距离199～201μm。
本发明的多频点太赫兹波分路器具有结构简单紧凑，响应时间快，便于制作等优点，满足在太赫兹波通信和网络系统等领域应用的要求。
附图说明
图1是多频点太赫兹波分路器的二维结构示意图；
图2是输入频率为0.5677THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；
图3是输入频率为0.5192THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；
图4是输入频率为0.54THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；
图5是输入频率为0.6THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；
图6是个输出端输出功率曲线。
具体实施方式
如图1所示，一种多频点太赫兹波分路器，包括设置于基底上方的呈正方形周期排列的介质柱13及位于介质柱13之间的信号输入端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、第一折线波导6、第二折线波导7、第一倒U形波导8、第二倒U形波导9、第一耦合区域10、第二耦合区域11、第三耦合区域12；在去除部分介质柱13后，形成了第一折线波导6、第二折线波导7、第一倒U形波导8、第二倒U形波导9，第一耦合区域10由一排第一介质柱14组成，第二耦合区域11由一排第二介质柱15组成，第三耦合区域12由一排第三介质柱16组成，第一折线波导6、第一耦合区域10、第一倒U形波导8、第二耦合区域11、第二倒U形波导9、第三耦合区域12、第二折线波导7自左到右顺次排列，第一倒U形波导8的右下端设有信号输入端1，第一折线波导6的下端设有第一信号输出端2，第一倒U形波导8的左下端设有第二信号输出端3，第二倒U形波导9的右下端设有第三信号输出端4，第二折线波导7的下端设有第四信号输出端5；太赫兹波从信号输入端1输入，四种不同频率的太赫兹波分别从第一信号输出端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分离输出。
所述的二维周期排列的介质柱13的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻介质柱13之间圆心的距离199～201μm。所述的第一介质柱14的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻第一介质柱14之间圆心的距离199～201μm。所述的第二介质柱15的材料为硅，折射率为3.4，半径为29～31μm，相邻第二介质柱15之间圆心的距离199～201μm。所述的第三介质柱16的材料为硅，折射率为3.4，半径为35～37μm，相邻第三介质柱16之间圆心的距离199～201μm。
实施例1
本实施例中，多频点太赫兹波分路器的结构亦如前所述(图1)，具体结构在此不再赘叙。多频点太赫兹波分路器的结构参数具体为：二维周期排列的介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为40μm，相邻介质柱之间圆心的距离200μm。第一介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为40μm，相邻第一介质柱之间圆心的距离200μm。第二介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为30μm，相邻第二介质柱之间圆心的距离200μm。第三介质柱16的材料为硅，折射率为3.4，半径为36μm，相邻第三介质柱之间圆心的距离200μm。输入太赫兹波频率为0.5677THz时稳态电场分布图如图2所示，可以看到太赫兹波从第一信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.5192THz时稳态电场分布图如图3所示，可以看到太赫兹波从第二信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.54THz时稳态电场分布图如图4所示，可以看到太赫兹波从第三信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.6THz时稳态电场分布图如图5所示，可以看到太赫兹波从第四信号输出端输出。图6为各信号输出端的输出功率曲线，可以看出，所提出的多频点太赫兹波分路器实现了解复用功能。

Claims (5)

1.一种多频点太赫兹波分路器，其特征在于包括设置于基底上方的呈正方形周期排列的介质柱（13）及位于介质柱（13）之间的信号输入端（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）、第一折线波导（6）、第二折线波导（7）、第一倒U形波导（8）、第二倒U形波导（9）、第一耦合区域（10）、第二耦合区域（11）、第三耦合区域（12）；在去除部分介质柱（13）后，形成了第一折线波导（6）、第二折线波导（7）、第一倒U形波导（8）、第二倒U形波导（9），第一耦合区域（10）由一排第一介质柱（14）组成，第二耦合区域（11）由一排第二介质柱（15）组成，第三耦合区域（12）由一排第三介质柱（16）组成，第一折线波导（6）、第一耦合区域（10）、第一倒U形波导（8）、第二耦合区域（11）、第二倒U形波导（9）、第三耦合区域（12）、第二折线波导（7）自左到右顺次排列，第一倒U形波导（8）的右下端设有信号输入端（1），第一折线波导（6）的下端设有第一信号输出端（2），第一倒U形波导（8）的左下端设有第二信号输出端（3），第二倒U形波导（9）的右下端设有第三信号输出端（4），第二折线波导（7）的下端设有第四信号输出端（5）；太赫兹波从信号输入端（1）输入，四种不同频率的太赫兹波分别从第一信号输出端（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）分离输出。
2.根据权利要求1所述的一种多频点太赫兹波分路器，其特征在于所述的周期排列的介质柱（13）的材料为硅，折射率为3.4，半径为39~41μm，相邻介质柱（13）之间圆心的距离199~201μm。
3.根据权利要求1所述的一种多频点太赫兹波分路器，其特征在于所述的第一介质柱（14）的材料为硅，折射率为3.4，半径为39~41μm，相邻第一介质柱（14）之间圆心的距离199~201μm。
4.根据权利要求1所述的一种多频点太赫兹波分路器，其特征在于所述的第二介质柱（15）的材料为硅，折射率为3.4，半径为29~31μm，相邻第二介质柱（15）之间圆心的距离199~201μm。
5.根据权利要求1所述的一种多频点太赫兹波分路器，其特征在于所述的第三介质柱（16）的材料为硅，折射率为3.4，半径为35~37μm，相邻第三介质柱（16）之间圆心的距离199~201μm。
CN201611160715.9A 2016-12-15 2016-12-15 多频点太赫兹波分路器 Active CN106772799B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611160715.9A CN106772799B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 多频点太赫兹波分路器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611160715.9A CN106772799B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 多频点太赫兹波分路器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106772799A CN106772799A (zh) 2017-05-31
CN106772799B true CN106772799B (zh) 2019-02-12

Family

ID=58887702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611160715.9A Active CN106772799B (zh) 2016-12-15 2016-12-15 多频点太赫兹波分路器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106772799B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110707408A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 电子科技大学 一种双层金属薄膜太赫兹波分器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1426791A3 (en) * 2002-11-26 2004-12-29 John Jesse Soderberg Photonic crystals and photonic analog-to-digital converters
CN101251628A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 上海交通大学 基于二维光子晶体的可重构光上下路复用器
CN102116905A (zh) * 2011-01-07 2011-07-06 南京邮电大学 基于多模干涉的二维光子晶体四波长波分复用器
CN204925441U (zh) * 2015-09-02 2015-12-30 中国计量学院 可调频率太赫兹分路器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1426791A3 (en) * 2002-11-26 2004-12-29 John Jesse Soderberg Photonic crystals and photonic analog-to-digital converters
CN101251628A (zh) * 2008-04-03 2008-08-27 上海交通大学 基于二维光子晶体的可重构光上下路复用器
CN102116905A (zh) * 2011-01-07 2011-07-06 南京邮电大学 基于多模干涉的二维光子晶体四波长波分复用器
CN204925441U (zh) * 2015-09-02 2015-12-30 中国计量学院 可调频率太赫兹分路器

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Compact 1 × 4 wavelength demultiplexer based on directional coupling of periodic dielectric waveguides;Lin Huang et al.;《APPLIED OPTICS》;20120608;第51卷(第17期);全文
Compact and Tunable-Multichannel Terahertz Wave Filter;Jiu-Sheng Li, Han Liu, and Le Zhang;《IEEE TRANSACTIONS ON TERAHERTZ SCIENCE AND TECHNOLOGY》;20150601;第5卷(第4期);全文
Multimode Interference-Based Photonic Crystal Waveguide Power Splitter;Tao Liu et al.;《JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY》;20041230;第22卷(第12期);全文
Properties of a 1 · 4 optical power splitter made of photonic crystal waveguides;K. B. CHUNG et al.;《Optical and Quantum Electronics》;20031231;第35卷;全文
基于光子晶体的双波长太赫兹波功分器研究;程伟，李九生;《光子学报》;20140131;第43卷(第1期);全文

Also Published As

Publication number Publication date
CN106772799A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Huang et al. Implementation of on-chip multi-channel focusing wavelength demultiplexer with regularized digital metamaterials
Jia et al. WDM-compatible multimode optical switching system-on-chip
Alipour-Banaei et al. A new proposal for PCRR-based channel drop filter using elliptical rings
CN103941428A (zh) 一种二氧化硅与聚合物混合集成光波导型热光调制器
CN106602184B (zh) 基于石墨烯周期开槽太赫兹波可调滤波器
Yu et al. Experimental demonstration of a four-port photonic crystal cross-waveguide structure
CN102928926B (zh) 开槽分支型的太赫兹波偏振分束器
CN104280899A (zh) 基于微环谐振腔的硅基热光调制器
CN102354022A (zh) 基于纳米线波导的波长和偏振定向耦合器及其制造方法
Almasian et al. Performance improvement of wavelength division multiplexing based on photonic crystal ring resonator
CN105449321A (zh) 多通道太赫兹波滤波器
Giden et al. Theoretical and experimental investigations of asymmetric light transport in graded index photonic crystal waveguides
CN106772799B (zh) 多频点太赫兹波分路器
Li et al. Single-layer Bayer metasurface via inverse design
Vaisi et al. Low loss and high-quality factor optical filter using photonic crystal-based resonant cavity
CN105044841B (zh) 基于多种介质柱结构的太赫兹波偏振分束器
CN105911646A (zh) 一种基于光子晶体的波分模分混合复用解复用器及方法
CN106169923B (zh) 太赫兹波sr锁存器
CN106405735B (zh) 硅阵列结构的太赫兹波偏振分束器
CN102298172A (zh) 基于二维光子晶体点缺陷可调谐光功率分配器及工作方法
Ghasemi et al. Design and simulation of all optical multiplexer based on one-dimensional photonic crystal for optical communications systems
CN204925441U (zh) 可调频率太赫兹分路器
He et al. Design and fabrication of three-dimensional polymer mode multiplexer based on asymmetric waveguide couplers
CN105866886B (zh) 多种空气孔镂空平板结构的太赫兹波偏振分束器
CN106405734B (zh) 硅孔阵列结构的太赫兹波偏振分束器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20170531

Assignee: Xinchang China Metrology University Enterprise Innovation Research Institute Co.,Ltd.

Assignor: China Jiliang University

Contract record no.: X2021330000071

Denomination of invention: Multi frequency point terahertz wave splitter

Granted publication date: 20190212

License type: Common License

Record date: 20210816

EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract
EC01 Cancellation of recordation of patent licensing contract

Assignee: Xinchang China Metrology University Enterprise Innovation Research Institute Co.,Ltd.

Assignor: China Jiliang University

Contract record no.: X2021330000071

Date of cancellation: 20211231