CN202662746U - 周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器。它包括信号输入端、开口式十字框形结构传输层、基体、信号输出端；开口式十字框形结构传输层与基体相连，开口式十字框形结构传输层包括N×N个开口式十字框形结构周期单元，N为自然数，开口式十字框形结构周期单元包括一个中间镂空的开口式正方形金属边框，一个十字形金属结构；信号从信号输入端输入，依次经过开口式十字框形结构传输层、基体至信号输出端，实现对信号进行滤波。本实用新型具有响应速度快、选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。

Description

周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器。 

背景技术

太赫兹波在电磁波谱中介于微波和红外辐射之间，在宇宙中该波段的信息量占总信息量的约50%。可是直至20世纪80年代，对太赫兹波各方面特性的研究和了解还非常有限，因而被称为远红外线和毫米波之间所谓的“太赫兹空隙”。近些年来，太赫兹源实际产生技术的研究取得了很大的进展。随着量子级联激光器、自由电子激光器、光波差频方法以及通过光整流等产生较大功率的连续太赫兹波方法的出现，以及超外差式和直接探测器的研究等太赫兹探测方面的进展，太赫兹技术逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究，在国内很多高校和研究所从事太赫兹研究。 

太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率范围和噪声，提高系统的性能，因而太赫兹波滤波器在实际中有重要的应用。 

当前国内外研究的并提出过的太赫兹波滤波器结构主要基于光子晶体、表面等离子体等结构，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波滤波器来支撑太赫兹波应用领域的发展。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器。 

周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、开口式十字框形结构传输层、基体、信号输出端；开口式十字框形结构传输层与基体相连，开口式十字框形结构传输层包括N×N个开口式十字框形结构周期单元，N为自然数，开口式十字框形结构周期单元包括一个中间镂空的开口式正方形金属边框，一个十字形金属结构；信号从信号输入端输入，依次经过开口式十字框形结构传输层、基体至信号输出端，实现对信号进行滤波。 

所述的开口式十字框形结构传输层2的厚度为1~2μm。所述的基体3的厚度为500~520μm。所述的两个相邻的开口式十字框形结构周期单元间距为10~15μm。所述的两个相邻的开口式十字框形结构周期为80~85μm。所述的开口式正方形金属边框6的边长为50~60μm，边框宽度为6~7μm。十字形金属的宽度为15~20μm长度为65~70μm。所述的基体3的材料为高阻硅材料，开口式十字框形结构传输层2的材料为铜。 

本实用新型具有双频率、选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。 

附图说明

图1是周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器的结构示意图； 

图2是本实用新型的开口式十字框形结构传输层的结构示意图；

图3是本实用新型的开口式十字框形结构周期单元的结构示意图；

图4是周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器性能曲线。

具体实施方式

如图1~3所示，周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端1、开口式十字框形结构传输层2、基体3、信号输出端4；开口式十字框形结构传输层2与基体3相连，开口式十字框形结构传输层2包括N×N个开口式十字框形结构周期单元5，N为自然数，开口式十字框形结构周期单元5包括一个中间镂空的开口式正方形金属边框6，一个十字形金属结构7；信号从信号输入端1输入，依次经过开口式十字框形结构传输层2、基体3至信号输出端4，实现对信号进行滤波。 

所述的开口式十字框形结构传输层2的厚度为1~2μm。所述的基体3的厚度为500~520μm。所述的两个相邻的开口式十字框形结构周期单元5间距为10~15μm。所述的两个相邻的开口式十字框形结构周期单元5周期为80μm。所述的开口式正方形金属边框6的边长为50~60μm，边框宽度为6~7μm。十字形金属的宽度为15~20μm长度为65~70μm。所述的基体3的材料为高阻硅材料，开口式十字框形结构传输层2的材料为铜。 

实施例1，设定各参数值如下： 

结构个数N=100个，开口式十字框形结构传输层的厚度为1μm。基体的厚度为500μm。两个相邻的开口式十字框形结构周期单元无间距排列。开口式正方形金属边框的边长为50μm，边框宽度为5μm。十字形金属的宽度为20μm长度为65μm。。所述的基体的材料为高阻硅材料，开口式十字框形结构传输层的材料为铜。用THz-TDS测得该滤波器中心频率点为0.313THz，该点的回波损耗S11为-24dB，插入损耗S21为-1.5dB，带宽为0.23THz。

Claims (7)

1.一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于包括信号输入端（1）、开口式十字框形结构传输层（2）、基体（3）、信号输出端（4）；开口式十字框形结构传输层（2）与基体（3）相连，开口式十字框形结构传输层（2）包括N×N个开口式十字框形结构周期单元（5），N为自然数，开口式十字框形结构周期单元（5）包括一个中间镂空的开口式正方形金属边框（6），一个十字形金属结构（7）；信号从信号输入端（1）输入，依次经过开口式十字框形结构传输层（2）、基体（3）至信号输出端（4），实现对信号进行滤波。

2.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的开口式十字框形结构传输层（2）的厚度为1~2μm。

3.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体（3）的厚度为500~520μm。

4.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的两个相邻的开口式十字框形结构周期单元（5）间距为10~15μm。

5.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的开口式正方形金属边框（6）的边长为50~60μm，边框宽度为4~7μm。

6.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的十字形金属结构（7）的宽度为15~20μm长度为65~70μm。

7.根据权利要求1所述的一种周期性开口式十字框形结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体（3）的材料为高阻硅材料，开口式十字框形结构传输层（2）的材料为铜。

Images