CN108873160A - 输出端可调太赫兹波功分器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输出端可调太赫兹波功分器，它包括二维周期排列的介质柱光子晶体及位于介质柱光子晶体之间的第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、多模干涉耦合区，选择从不同信号输入端输入太赫兹波信号，通过多模干涉耦合区控制太赫兹波从不同的信号输出端输出，实现输出端可调太赫兹波功分器。本发明具有结构简单、可调、尺寸小、成本低、易于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及功分器，尤其涉及一种输出端可调太赫兹波功分器。
背景技术
太赫兹辐射在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间，太赫兹辐射的命名来源于它的振荡频率在0.1~10THz左右，在电子学领域里，这一频段的电磁波与毫米波和亚毫米波重合；而在光谱学领域，它的频段与远红外射线重合。长期以来，由于缺乏高能量、高效率、室温下稳定运转的太赫兹辐射源以及有效的太赫兹波探测技术，与传统的微波频段和光学频段相比，太赫兹技术及相关应用研究进展非常缓慢，以至于太赫兹波段成为宽广的电磁波谱中唯一一块尚未充分开发利用的波段，被科学界称为电磁波谱最后的“太赫兹空隙"。近年来随着太赫兹辐射源和探测技术的突破，太赫兹波独有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，成为日益关注的研究热点。
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、功分输出效率低、成本高等诸多缺点，所以研究结构简单、功分输出效率高、成本低、尺寸小，具有可调性能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，提供一种结构简单的输出端可调太赫兹波功分器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种输出端可调太赫兹波功分器包括二维周期排列的介质柱光子晶体及位于介质柱光子晶体之间的第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、多模干涉耦合区；输出端可调太赫兹波功分器左端从上到下顺次设有第一信号输入端、第二信号输入端，输出端可调太赫兹波功分器右端设有第一信号输出端，输出端可调太赫兹波功分器中部设有第二信号输出端，第一信号输入端通过单模波导和多模干涉耦合区左上端相连接，第二信号输入端通过单模波导和多模干涉耦合区左下端相连接，第二信号输出端通过单模波导和多模干涉耦合区右中端相连接，多模干涉耦合区右上端和右下端通过分支波导和第一信号输出端相连接，当仅从第一信号输入端或第二信号输入端输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区可以控制太赫兹波从第一信号输出端输出，当同时从第一信号输入端和第二信号输入端输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区可以控制太赫兹波从第二信号输出端输出，从而实现输出端可调太赫兹波功分器功能。
所述的介质柱光子晶体沿X-Z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体半径为20~22μm，介质柱圆心之间的距离为100~202μm。所述的的多模干涉耦合区是去除十三行九列二维正方周期排列的介质柱光子晶体得到的。
本发明的输出端可调太赫兹波功分器具有结构简单紧凑，尺寸小，易于制作，可调等优点，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是输出端可调太赫兹波功分器的二维结构示意图；
图2是输出端可调太赫兹波功分器仅从第一信号输入端输入频率为1.0THz的太赫兹波，第一信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布；
图3是输出端可调太赫兹波功分器仅从第二信号输入端输入频率为1.0THz的太赫兹波，第一信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布；
图4是输出端可调太赫兹波功分器从第一信号输入端和第二信号输入端同时输入频率为1.0THz的太赫兹波，第二信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布。
具体实施方式
如图1所示，一种输出端可调太赫兹波功分器包括二维周期排列的介质柱光子晶体6及位于介质柱光子晶体6之间的第一信号输入端1、第二信号输入端2、第一信号输出端3、第二信号输出端4、多模干涉耦合区5；输出端可调太赫兹波功分器左端从上到下顺次设有第一信号输入端1、第二信号输入端2，输出端可调太赫兹波功分器右端设有第一信号输出端3，输出端可调太赫兹波功分器中部设有第二信号输出端4，第一信号输入端1通过单模波导和多模干涉耦合区5左上端相连接，第二信号输入端2通过单模波导和多模干涉耦合区5左下端相连接，第二信号输出端4通过单模波导和多模干涉耦合区5右中端相连接，多模干涉耦合区5右上端和右下端通过分支波导和第一信号输出端3相连接，当仅从第一信号输入端1或第二信号输入端2输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区5可以控制太赫兹波从第一信号输出端3输出，当同时从第一信号输入端1和第二信号输入端2输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区5可以控制太赫兹波从第二信号输出端4输出，从而实现输出端可调太赫兹波功分器功能。
所述的介质柱光子晶体6沿X-Z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体6半径为20~22μm，介质柱圆心之间的距离为100~202μm。所述的多模干涉耦合区5是去除十三行九列二维正方周期排列的介质柱光子晶体6得到的。
实施例1
介质柱光子晶体沿X-Z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体的半径为20μm，介质柱圆心之间的距离为100μm。多模干涉耦合区是去除十三行九列二维正方周期排列的介质柱光子晶体得到的。输出端可调太赫兹波功分器仅从第一信号输入端输入频率为1.0THz的太赫兹波，第一信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布如图2所示。输出端可调太赫兹波功分器仅从第二信号输入端输入频率为1.0THz的太赫兹波，第一信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布如图3所示。输出端可调太赫兹波功分器从第一信号输入端和第二信号输入端同时输入频率为1.0THz的太赫兹波，第二信号输出端输出太赫兹波的稳态电场分布如图4所示。
Claims (3)
1.一种输出端可调太赫兹波功分器，其特征在于包括二维周期排列的介质柱光子晶体（6）及位于介质柱光子晶体（6）之间的第一信号输入端（1）、第二信号输入端（2）、第一信号输出端（3）、第二信号输出端（4）、多模干涉耦合区（5）；输出端可调太赫兹波功分器左端从上到下顺次设有第一信号输入端（1）、第二信号输入端（2），输出端可调太赫兹波功分器右端设有第一信号输出端（3），输出端可调太赫兹波功分器中部设有第二信号输出端（4），第一信号输入端（1）通过单模波导和多模干涉耦合区（5）左上端相连接，第二信号输入端（2）通过单模波导和多模干涉耦合区（5）左下端相连接，第二信号输出端（4）通过单模波导和多模干涉耦合区（5）右中端相连接，多模干涉耦合区（5）右上端和右下端通过分支波导和第一信号输出端（3）相连接，当仅从第一信号输入端（1）或第二信号输入端（2）输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区（5）可以控制太赫兹波从第一信号输出端（3）输出，当同时从第一信号输入端（1）和第二信号输入端（2）输入太赫兹波时，通过多模干涉耦合区（5）可以控制太赫兹波从第二信号输出端（4）输出，从而实现输出端可调太赫兹波功分器功能。
2.根据权利要求1所述的一种输出端可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的介质柱光子晶体（6）沿X-Z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体（6）半径为20~22μm，介质柱圆心之间的距离为100~202μm。
3.根据权利要求1所述的一种输出端可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的多模干涉耦合区（5）是去除十三行九列二维正方周期排列的介质柱光子晶体（6）得到的。
Priority Applications (1)
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| US20040165850A1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-26 | Kyoto University | Two-dimensional photonic crystal cavity and channel add/drop filter |
| CN101038354A (zh) * | 2007-04-24 | 2007-09-19 | 浙江大学 | 超短光子晶体1×n光功分器 |
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2018
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Patent Citations (2)
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