CN115020946A - S型金属结构带割口的带阻滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太赫兹技术功能器件技术领域，具体涉及一种S型金属结构带割口的带阻滤波器；带阻滤波器包括多层单元结构，多层单元结构从上至下依次堆叠设置，每层单元结构均包括金属层、两组线条结构和方形基底，金属层设置于方形基底的顶侧，每层单元结构还具有四个形状为长方体的第一割口，每个第一割口的厚度等同于对应方形基底的厚度和对应金属层厚度之和，每个第一割口的底边为边长与方形基底的厚度相同正方形，解决的当前传统的基于金属‑介质滤波器结构的阻带普遍较窄，上升沿和下降沿不陡峭的缺点，并且该S型结构与线割结构复合相比于单线结构的滤波器，容易产生可需要的带宽及较优的滤波性能。
Description
技术领域
本发明涉及太赫兹技术功能器件技术领域，尤其涉及一种S型金属结构带割口的带阻滤波器。
背景技术
在现阶段的社会发展，信息技术传输技术向着高速，便捷的方向发展，所以控制要求也是逐渐的提升，为了实现电磁波有更大的利用率，来实现特定频率下的应用，先继设计出表面等离子体共振结构的太赫兹滤波器、超材料人工结构的太赫兹滤波器、光子晶体的太赫兹滤波器；
依据谐振情况，目前主要研究的谐振模式是偶极子谐振和LC谐振，LC谐振效应，这种谐振是在开口处形成一个等效电容，谐振产生的电流沿着开口处的上下金属杆之间循环流动，电能和磁能交替存储在开口处和金属杆处，增强开口处的电场会使得金属杆上的磁场能减弱，反之亦然，这种形式就如同电路系统里面的电容充放电过程，开口处构成了电容，储存磁能的地方类似于电感；
但是当前传统的基于金属-介质滤波器结构的阻带普遍较窄，有上升沿和下降沿不陡峭的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，以解决现有技术中存在的传统的基于金属-介质滤波器结构的阻带普遍较窄，上升沿和下降沿不陡峭的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，所述带阻滤波器包括多层单元结构，多层所述单元结构从上至下依次堆叠设置，每层所述单元结构均包括金属层、两组线条结构和方形基底，所述金属层设置于所述方形基底的顶侧，且为S型结构，两组所述线条结构均设置于所述方形基底的上侧，且两组所述线条结构相对设置于所述金属层的两侧；
每层所述单元结构还具有四个形状为长方体的第一割口，每个所述第一割口的厚度等同于对应所述方形基底的厚度和对应所述金属层厚度之和，每个所述第一割口的底边为边长与所述方形基底的厚度相同正方形。
所述金属层厚度m＝1.2μm，所述金属层的线宽w＝6μm，两组所述线条结构的长度Py＝40μm，所述方形基底的厚度h＝12μm，边长Px＝64μm，四个所述第一割口的底边边长n＝12μm，所述第一割口的厚度为h+m＝13.2μm，所述单元结构的数量为5层，当太赫兹波束从Zmax方向入射，经过所述金属层与所述方形基底层，产生磁耦合效应以及多层所述单元结构的叠加效应来达到完美的滤波效果。
其中，所述金属层采用金属银制成，所述金属层具有四组八个形状为长方体的第二割口，所述第二割口底边为正方形，且所述第二割口厚度与所述第一割口的厚度相同。
本申请提出的单元结构使用有限元(FEM)进行数值计算，在三维模型中，Z方向上使用具有完全匹配层(PML)收边界条件的FLoquet端口，并且在X和Y方向上的单元格设置了周期性边界条件，定仿真模型周围是折射率nr＝1的均匀介质，透射率T(f)和反射率R(f)由模型结果中的S参数计算，其中，T(f)＝|S21|2，R(f)＝|S11|2；
金属材质选用银，在可见光谱中，银是损耗最低的金属，根据Drude-Lorentz近似来建模，该模型提供的银的介电常数与频率关系，如下所示：
其中ε∞＝3.7，ωp＝9.1eV，γ＝0.018eV，分别为频率趋于无穷大时的相对介电常数，等离子体振荡的固有频率，金属中自由电子的碰撞衰减频率，所述第二割口底边边长g＝3μm，厚度为h+m＝13.2μm；
基于金属线割结构以及等效电路的模型构建：
单元结构如图1所示，l为上层结构的长，w为宽，等效电路模型如图2所示，两个电容分别为上层金属线条与底层材料的耦合等效而成，可用表达式(C＝(wl/2)/t)，电路中的电感等效为两个平行平面中间的电感(L＝(lt/2))；由此可得出谐振频率为：
由上式可得出谐振频率与介质层厚度t并不敏感，单元线割结构的谐振频率取决于等效的电感L和电容C的值，对于结构的简单部分，可用此电路模型进行解释，并根据设计的结构形状和几何尺寸来获得所需的谐振响应频率。
对于稍复杂结构的部分可用洛伦兹模型、德鲁模型以及洛伦兹—德鲁模型解释。在超材料中，传输率满足以下德鲁洛伦兹响应：
其中，谐振频率ωi、线宽γi、相位延迟
影响共振响应深度，通过公式的参数关系，可以相应的优化参数来对滤波器进行优化。
其中，所述单元结构的层数为1～5层。
透射对比实验：
1层单层结构透射结果如图7，根据图7所述单层结构在0.1～3thz范围内出现两个阻带，虽阻带的滤波性能不完好，但在阻带内可以观察到两个谐振点，左边低频为f1＝0.67THz，右边高频谐振点为f2＝2.63THz，将低频阻带为BW1，高频部分阻带为BW2，在谐振点处透射率极低，虽然在谐振点滤波器的透射率极低，左边低频部分阻带BW1达到0.48thz而右边的高频部分阻带BW2达到1.11thz，但是滤波器的BW1、BW2下降沿过于平缓，最陡峭处仅为121db/thz，且平缓处低至11.5db/thz，非常不利于滤波，还需对结构改造；
2层单层结构透射结果如图8，3层单层结构透射结果如图9，4层单层结构透射结果如图10，5层单层结构透射结果如图11，
通过对不同层数的透射曲线图分析可得出，随着层数的增加，低频和高频处产生的宽带变得更宽、更易显现，通过仿真数据分析和计算，可得到5层结构的低频带宽为0.523THz，带内的平均透射率达到0.8％，该阻带对0.42～0.94THz的太赫兹波抑制率达到99％之多，可以很好的滤除低频区间的波段；高频处的带宽为0.694THz，带内的平均透射率达到0.2％，该阻带对于1.73～2.42THz的太赫兹波段的抑制率达到99％多，可以很好的滤除高频区间的波段；对比其他多层结构，5层结构的阻带底部透射率明显降低，且在低频段BW1处的上升沿和下降沿斜率分别达到312dB/THz和500dB/THz；在高频段BW2处的上升沿和下降沿的斜率分别达到200dB/THz和417dB/THz；两个阻带均实现了上升沿和下降沿陡峭的目的，总体分析，五层结构的相比于其他层结构，虽阻带带宽有略微的缩小趋势，但从带内透射率和上升沿和下降沿斜率角度出发，五层结构所展现的优远大于缺，滤波器性能较好，可以达到实际应用的要求，具有一定的使用价值。
其中，所述金属层的线宽为3～7μm。
通过分析结构层数的影响，得到五层结构各项的参数较优，故将结构优选为五层；之后分析上层银材料金属层的宽度给单元结构带来的影响，通过改变参数w的大小，选取五个参数进行扫描结果分析，得到如图12所示的随w变化的透射曲线图：
从图中可观察到两个阻带窗口，从图中可观察到，银金属S型线宽w对低频部分主要影响体现在中心频率移动上，随着线宽的増大，BW1中心频率红移，逐渐向低频移动；线宽w对高频部分影响主要体现在透射率上，随着线宽的增大，BW2阻带内透射率逐渐降低，为了便于观察分析，将BW1和BW2两个阻带透射率曲线分别局部放大，请参阅图13和图14，
BW1阻带分析低频部分阻带局部放大如图13所示，从图中可以观察到，低频段的杂波干扰随w改变而被削弱，随着w的増大阻带的中心频率向高频方向移动，带内透射率整体呈现增大趋势，随着w增大，阻带带宽分别为0.36、0.39、0.42、0.46、0.52THz，也即随着S型结构线宽增大，BW1下降沿随线宽变化斜率基本不变，在W＝6μm处平均斜率为446.9dB/THz，且在0.67～0.77THz范围内透射率几乎为零，可以很好的实现此波段的滤波，其上升沿随着线宽的增加略微变得平缓，保持在224.6～362.4dB/THL范围内，在阻带内透过率在20dB(即透过率≤95％)范围均大于42THz，具有较宽的带宽，能够达到良好的滤波效果；
BW2阻带局部放大如图14所示，从图中可以观察到，随着线宽w的增加，阻带的带内平均透射率减小，当w＝2μm时，阻带BW2底部最大透射率为0.12％，也即99.78％的太赫兹波不能透过，而当w＝7μm时，底部最大透射率仅为0.0891％，可近似认为太赫兹波不能通过,从图中还可观察到，随w从3μm增大到7μm，BW2所对应的带宽分别为0.58，0.60、0.65、0.69、0.71THz，也即随着w的增大，BW2带宽增大，线宽大小对BW2带宽大小影响较小，从图中还可观察到，上升沿对带宽大小不敏感，下降沿随着w的增大向低频方向移动，所以BW2的中心频率向低频方向移动，同时随着线宽w的增大，上升沿的斜率趋于平稳，分别对应为170.4dB/THz、171.6dB/Hz、172.1dB/THz、172.5dB/THz、174.3dB/Hz；下降沿随着线宽w增大分别对应为，512.8dB/THz、534.3dB/THz、556.1dB/THz、571.4dB/THz、588.2dB/THz，均能够较好的满足滤波要求。
从上述分析出可知，S型结构线宽对两个阻带的带宽均有影响，变化幅度均在0.1THz范围内，同时，线宽对两个阻带上升沿和下降沿均有影响，且削弱低频段的杂波干扰，降低高频段阻带的带内透射率，但在斜率变化范围内滤波器都能达到良好的滤波效果，可以根据实际需求对滤波器十字结构微调达到需要的滤波要求，能够实现精确的滤波功能。
其中，所述方形基底采用聚酰亚胺材料制成。
其中，所述S型金属结构带割口的带阻滤波器的工作频率为0.1～3.5Thz。
本发明的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，在现有技术的基础上，解决的当前传统的基于金属-介质滤波器结构的阻带普遍较窄，上升沿和下降沿不陡峭的缺点，并且该S型结构与线割结构复合相比于单线结构的滤波器，容易产生可需要的带宽及较优的滤波性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的线条结构与方形基底的模型示意图。
图2是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的线条结构与方形基底的等效电路模型示意图。
图3是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的单元结构的俯视图。
图4是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的单元结构的主视图。
图5是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的主视图。
图6是本发明提供的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器的轴测图。
图7是本发明提供的一种S型金属结构带割口的1层单元结构下的透射曲线图。
图8是本发明提供的一种S型金属结构带割口的2层单元结构下的透射曲线图。
图9是本发明提供的一种S型金属结构带割口的3层单元结构下的透射曲线图。
图10是本发明提供的一种S型金属结构带割口的4层单元结构下的透射曲线图。
图11是本发明提供的一种S型金属结构带割口的5层单元结构下的透射曲线图。
图12是本发明提供的一种S型金属结构带割口的5层单元结构下的随w变化的投射曲线图。
图13是本发明提供的一种S型金属结构带割口的5层单元结构下的随w变化的低频频带BW1投射曲线图的。
图14是本发明提供的一种S型金属结构带割口的5层单元结构下的随w变化的高频频带BW2投射曲线图的。
101-单元结构、102-金属层、103-线条结构、104-方形基底、105-第一割口、106-第二割口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图3至图6，本发明提供提供一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，以解决现有技术中存在的传统的基于金属-介质滤波器结构的阻带普遍较窄，上升沿和下降沿不陡峭的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，所述带阻滤波器包括多层单元结构101，多层所述单元结构101从上至下依次堆叠设置，每层所述单元结构101均包括金属层102、两组线条结构103和方形基底104，所述金属层102设置于所述方形基底104的顶侧，且为S型结构，两组所述线条结构103均设置于所述方形基底104的上侧，且两组所述线条结构103相对设置于所述金属层102的两侧；
每层所述单元结构101还具有四个形状为长方体的第一割口105，每个所述第一割口105的厚度等同于对应所述方形基底104的厚度和对应所述金属层102厚度之和，每个所述第一割口105的底边为边长与所述方形基底104的厚度相同正方形。
所述金属层102厚度m＝1.2μm，所述金属层102的线宽w＝6μm，两组所述线条结构103的长度Py＝40μm，所述方形基底104的厚度h＝12μm，边长Px＝64μm，四个所述第一割口105的底边边长n＝12μm，所述第一割口105的厚度为h+m＝13.2μm，所述单元结构101的数量为5层，当太赫兹波束从Zmax方向入射，经过所述金属层102与所述方形基底104层，产生磁耦合效应以及多层所述单元结构101的叠加效应来达到完美的滤波效果。
进一步的，所述金属层102采用金属银制成，所述金属层102具有四组八个形状为长方体的第二割口106，所述第二割口106底边为正方形，且所述第二割口106厚度与所述第一割口105的厚度相同。
请参阅图1和图2，本申请提出的单元结构101使用有限元(FEM)进行数值计算，在三维模型中，Z方向上使用具有完全匹配层(PML)收边界条件的FLoquet端口，并且在X和Y方向上的单元格设置了周期性边界条件，定仿真模型周围是折射率nr＝1的均匀介质，透射率T(f)和反射率R(f)由模型结果中的S参数计算，其中，T(f)＝|S21|2，R(f)＝|S11|2；
金属材质选用银，在可见光谱中，银是损耗最低的金属，根据Drude-Lorentz近似来建模，该模型提供的银的介电常数与频率关系，如下所示：
其中ε∞＝3.7，ωp＝9.1eV，γ＝0.018eV，分别为频率趋于无穷大时的相对介电常数，等离子体振荡的固有频率，金属中自由电子的碰撞衰减频率，所述第二割口106底边边长g＝3μm，厚度为h+m＝13.2μm；
基于金属线割结构以及等效电路的模型构建：
单元结构101如图1所示，l为上层结构的长，w为宽，等效电路模型如图2所示，两个电容分别为上层金属线条与底层材料的耦合等效而成，可用表达式(C＝(wl/2)/t)，电路中的电感等效为两个平行平面中间的电感(L＝(lt/2))；由此可得出谐振频率为：
由上式可得出谐振频率与介质层厚度t并不敏感，单元线割结构的谐振频率取决于等效的电感L和电容C的值，对于结构的简单部分，可用此电路模型进行解释，并根据设计的结构形状和几何尺寸来获得所需的谐振响应频率。
对于稍复杂结构的部分可用洛伦兹模型、德鲁模型以及洛伦兹—德鲁模型解释。在超材料中，传输率满足以下德鲁洛伦兹响应：
进一步的，谐振频率ωi、线宽γi、相位延迟
影响共振响应深度，通过公式的参数关系，可以相应的优化参数来对滤波器进行优化。
进一步的，所述单元结构101的层数为1～5层。
透射对比实验：
1层单层结构透射结果如图7，根据图7所述单层结构在0.1～3thz范围内出现两个阻带，虽阻带的滤波性能不完好，但在阻带内可以观察到两个谐振点，左边低频为f1＝0.67THz，右边高频谐振点为f2＝2.63THz，将低频阻带为BW1，高频部分阻带为BW2，在谐振点处透射率极低，虽然在谐振点滤波器的透射率极低，左边低频部分阻带BW1达到0.48thz而右边的高频部分阻带BW2达到1.11thz，但是滤波器的BW1、BW2下降沿过于平缓，最陡峭处仅为121db/thz，且平缓处低至11.5db/thz，非常不利于滤波，还需对结构改造；
2层单层结构透射结果如图8，3层单层结构透射结果如图9，4层单层结构透射结果如图10，5层单层结构透射结果如图11，
通过对不同层数的透射曲线图分析可得出，随着层数的增加，低频和高频处产生的宽带变得更宽、更易显现，通过仿真数据分析和计算，可得到5层结构的低频带宽为0.523THz，带内的平均透射率达到0.8％，该阻带对0.42～0.94THz的太赫兹波抑制率达到99％之多，可以很好的滤除低频区间的波段；高频处的带宽为0.694THz，带内的平均透射率达到0.2％，该阻带对于1.73～2.42THz的太赫兹波段的抑制率达到99％多，可以很好的滤除高频区间的波段；对比其他多层结构，5层结构的阻带底部透射率明显降低，且在低频段BW1处的上升沿和下降沿斜率分别达到312dB/THz和500dB/THz；在高频段BW2处的上升沿和下降沿的斜率分别达到200dB/THz和417dB/THz；两个阻带均实现了上升沿和下降沿陡峭的目的，总体分析，五层结构的相比于其他层结构，虽阻带带宽有略微的缩小趋势，但从带内透射率和上升沿和下降沿斜率角度出发，五层结构所展现的优远大于缺，滤波器性能较好，可以达到实际应用的要求，具有一定的使用价值。
进一步的，所述金属层102的线宽为3～7μm。
通过分析结构层数的影响，得到五层单元结构各项的参数较优，故将结构优选为五层；之后分析上层银材料金属层102的宽度给单元结构101带来的影响，请参阅图12，通过改变参数w的大小，选取五个参数进行扫描结果分析，得到如图12所示的随w变化的透射曲线图：
从图中可观察到两个阻带窗口，从图中可观察到，银金属S型线宽w对低频部分主要影响体现在中心频率移动上，随着线宽的増大，BW1中心频率红移，逐渐向低频移动；线宽w对高频部分影响主要体现在透射率上，随着线宽的增大，BW2阻带内透射率逐渐降低，为了便于观察分析，将BW1和BW2两个阻带透射率曲线分别局部放大，请参阅图13和图14，
BW1阻带分析低频部分阻带局部放大如图13所示，从图中可以观察到，低频段的杂波干扰随w改变而被削弱，随着w的増大阻带的中心频率向高频方向移动，带内透射率整体呈现增大趋势，随着w增大，阻带带宽分别为0.36、0.39、0.42、0.46、0.52THz，也即随着S型结构线宽增大，BW1下降沿随线宽变化斜率基本不变，在W＝6μm处平均斜率为446.9dB/THz，且在0.67～0.77THz范围内透射率几乎为零，可以很好的实现此波段的滤波，其上升沿随着线宽的增加略微变得平缓，保持在224.6～362.4dB/THL范围内，在阻带内透过率在20dB(即透过率≤95％)范围均大于42THz，具有较宽的带宽，能够达到良好的滤波效果；
BW2阻带局部放大如图14所示，从图中可以观察到，随着线宽w的增加，阻带的带内平均透射率减小，当w＝2μm时，阻带BW2底部最大透射率为0.12％，也即99.78％的太赫兹波不能透过，而当w＝7μm时，底部最大透射率仅为0.0891％，可近似认为太赫兹波不能通过,从图中还可观察到，随w从3μm增大到7μm，BW2所对应的带宽分别为0.58，0.60、0.65、0.69、0.71THz，也即随着w的增大，BW2带宽增大，线宽大小对BW2带宽大小影响较小，从图中还可观察到，上升沿对带宽大小不敏感，下降沿随着w的增大向低频方向移动，所以BW2的中心频率向低频方向移动，同时随着线宽w的增大，上升沿的斜率趋于平稳，分别对应为170.4dB/THz、171.6dB/Hz、172.1dB/THz、172.5dB/THz、174.3dB/Hz；下降沿随着线宽w增大分别对应为，512.8dB/THz、534.3dB/THz、556.1dB/THz、571.4dB/THz、588.2dB/THz，均能够较好的满足滤波要求。
从上述分析出可知，S型结构线宽对两个阻带的带宽均有影响，变化幅度均在0.1THz范围内，同时，线宽对两个阻带上升沿和下降沿均有影响，且削弱低频段的杂波干扰，降低高频段阻带的带内透射率，但在斜率变化范围内滤波器都能达到良好的滤波效果，可以根据实际需求对滤波器十字结构微调达到需要的滤波要求，能够实现精确的滤波功能。
进一步的，所述方形基底104采用聚酰亚胺材料制成。
进一步的，所述S型金属结构带割口的带阻滤波器的工作频率为0.1～3.5Thz。
本发明的一种S型金属结构带割口的带阻滤波器，在现有技术的基础上，解决的当前传统的基于金属-介质滤波器结构的阻带普遍较窄，上升沿和下降沿不陡峭的缺点，并且该S型结构与线割结构复合相比于单线结构的滤波器，容易产生可需要的带宽及较优的滤波性能。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (6)
1.S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述带阻滤波器包括多层单元结构，多层所述单元结构从上至下依次堆叠设置，每层所述单元结构均包括金属层、两组线条结构和方形基底，所述金属层设置于所述方形基底的顶侧，且为S型结构，两组所述线条结构均设置于所述方形基底的上侧，且两组所述线条结构相对设置于所述金属层的两侧；
每层所述单元结构还具有四个形状为长方体的第一割口，每个所述第一割口的厚度等同于对应所述方形基底的厚度和对应所述金属层厚度之和，每个所述第一割口的底边为边长与所述方形基底的厚度相同正方形。
2.如权利要求1所述的S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述金属层采用金属银制成，所述金属层具有四组八个形状为长方体的第二割口，所述第二割口底边为正方形，且所述第二割口厚度与所述第一割口的厚度相同。
3.如权利要求2所述的S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述单元结构的层数为1～5层。
4.如权利要求3所述的S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述金属层的线宽为3～7μm。
5.如权利要求4所述的S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述方形基底采用聚酰亚胺材料制成。
6.如权利要求5所述的S型金属结构带割口的带阻滤波器，其特征在于，
所述S型金属结构带割口的带阻滤波器的工作频率为0.1～3.5Thz。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077658A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | テラヘルツ帯光学フィルタ、その設計方法および製造方法 |
| CN203232940U (zh) * | 2013-01-23 | 2013-10-09 | 中国计量学院 | 周期性方形开口环结构的太赫兹波滤波器 |
| KR101912592B1 (ko) * | 2017-09-20 | 2018-10-29 | 한국과학기술원 | 주파수 변환 메타표면을 포함한 메타물질 |
| WO2019153456A1 (zh) * | 2018-02-11 | 2019-08-15 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 太赫兹带通滤波器 |
| CN111769345A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-13 | 合肥工业大学 | 一种太赫兹超材料滤波器 |
| CN112563697A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种太赫兹宽带滤波器 |
| CN113991268A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-28 | 桂林电子科技大学 | 基于等离子体诱导透明的可调制超宽带带阻滤波器 |
| CN114447548A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-06 | 桂林电子科技大学 | 一种太赫兹波可调谐波导型窄带滤波器 |
-
2022
- 2022-05-25 CN CN202210579653.4A patent/CN115020946B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007077658A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | テラヘルツ帯光学フィルタ、その設計方法および製造方法 |
| CN203232940U (zh) * | 2013-01-23 | 2013-10-09 | 中国计量学院 | 周期性方形开口环结构的太赫兹波滤波器 |
| KR101912592B1 (ko) * | 2017-09-20 | 2018-10-29 | 한국과학기술원 | 주파수 변환 메타표면을 포함한 메타물질 |
| WO2019153456A1 (zh) * | 2018-02-11 | 2019-08-15 | 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 | 太赫兹带通滤波器 |
| CN111769345A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-10-13 | 合肥工业大学 | 一种太赫兹超材料滤波器 |
| CN112563697A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-26 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种太赫兹宽带滤波器 |
| CN113991268A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-01-28 | 桂林电子科技大学 | 基于等离子体诱导透明的可调制超宽带带阻滤波器 |
| CN114447548A (zh) * | 2022-03-01 | 2022-05-06 | 桂林电子科技大学 | 一种太赫兹波可调谐波导型窄带滤波器 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JINYAN DIAO等: "Analogue of Electromagnetically Induced Transparency in an S-Shaped All-Dielectric Metasurface", IEEE * |
| LIANG, LJ: "Terahertz narrow ban.dstop, broad bandpass filter using double-layer S-shaped metamaterials", 《SCIENCE CHINA-INFORMATION SCIENCES》 * |
| 姚建铨等: "多层电磁超材料在太赫兹技术中的应用研究进展", 《无线电电子学》 * |
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