CN203674350U - 一种可调谐的太赫兹波滤波装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种可调谐的太赫兹波滤波装置，该滤波装置包括激发光源、激发光束偏转装置以及依次设置的第一太赫兹波色散装置、太赫兹波滤光装置和第二太赫兹波色散装置；第二太赫兹波色散装置与第一太赫兹波色散装置为互补型结构。本实用新型采用普通光学装置，并利用光生载流子能够吸收太赫兹波的特性，实现对宽谱太赫兹波的全波段的动态可调谐滤波，本实用新型的太赫兹波滤波装置结构简单，操作简便，可调谐功能强大，应用前景广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及太赫兹波技术领域，具体是一种可调谐的太赫兹波滤波装置。
背景技术
太赫兹波通常是指频率范围在0.1THz到10THz（1THz= 1012 Hz）区间的电磁波，介于微波和红外光之间。太赫兹波具有很多特点，如太赫兹波的光子能量远低于可见光和X射线，仅为可见光的千分之一，X射线的百万分之一，对人体危害极小；太赫兹波波长较长（1THz～300μm），用于测量时对样品表面的粗糙度要求不高，受物质散射影响小；此外，太赫兹波对很多不透明介质材料，如塑料、陶瓷、皮革、半导体晶圆等具有很强的穿透性。这些特点使太赫兹波技术在诸如质量控制、安全检测、通讯等领域有着广阔的应用前景。
可调谐的太赫兹波滤波器件是很多太赫兹波应用中必不可少的关键器件，比如太赫兹光谱分析系统、太赫兹通讯系统等。现有的太赫兹波滤波器件，通常是采用光子晶体或是超材料（Meta materials）等这类人工复合材料。因此，这类器件的制作过程往往比较复杂，成本昂贵。并且这类器件往往只能实现对某一波段太赫兹波的滤波，很难实现对宽谱太赫兹波的全波段进行可调谐滤波。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可调谐的太赫兹波滤波装置，采用普通光学装置实现对宽谱太赫兹波的全波段的动态可调谐滤波。
本实用新型的技术方案为：
一种可调谐的太赫兹波滤波装置，包括激发光源、激发光束偏转装置以及依次设置的第一太赫兹波色散装置、太赫兹波滤光装置和第二太赫兹波色散装置；所述第二太赫兹波色散装置与第一太赫兹波色散装置为互补型结构。
所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，在激发光源输出端依次设置有激发光束整形处理装置和激发光束会聚装置。
所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，还包括位移装置，所述位移装置与激发光束会聚装置固定连接，用于调节激发光束会聚装置的空间位置。
所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，所述太赫兹波滤光装置选用半导体晶圆片。
所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，所述半导体晶圆片具体为硅片。
本实用新型采用普通光学装置，并利用光生载流子能够吸收太赫兹波的特性，实现对宽谱太赫兹波的全波段的动态可调谐滤波，与采用人工复合材料制作的太赫兹波滤波器相比，本实用新型的太赫兹波滤波装置结构简单，操作简便，可调谐功能更为强大，应用前景更为广泛。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种可调谐的太赫兹波滤波装置，包括宽谱太赫兹波源1、第一太赫兹波色散装置2、太赫兹波滤光装置3、第二太赫兹波色散装置4、激发光源5、激发光束整形处理装置6、激发光束会聚装置7、位移装置8和激发光束偏转装置9。宽谱太赫兹波源1的输出端后依次设置有第一太赫兹波色散装置2、太赫兹波滤光装置3、、第二太赫兹波色散装置4。第二太赫兹波色散装置4与第一太赫兹波色散装置2呈互补结构排布。激发光源5的输出端后依次设置有激发光束整形处理装置6、激发光束会聚装置7、激发光束偏转装置9。激发光束经由激发光束偏转装置9后照射到太赫兹波滤光装置3上。激发光束会聚装置固定设置在位移装置8上，位移装置8用于调节激发光束会聚装置7的空间位置。
本实用新型的工作原理：
宽谱太赫兹波源1发出的宽谱太赫兹光束经过第一太赫兹波色散装置2，由于第一太赫兹波色散装置2的色散效应，即对不同波长的太赫兹波分量的折射率不同，在其输出的太赫兹光束中，不同波长的太赫兹波分量发生不同角度的偏转，此时，不同波长的太赫兹波分量被分离开来，呈现出从长波段依次到短波段或者从短波段依次到长波段的分布，具体取决于第一太赫兹波色散装置2对太赫兹波的色散特性。
按波长长短依次分布的太赫兹波束经过太赫兹波滤光装置3，太赫兹波滤光装置3可以采用半导体晶圆片，如硅片等。在通常状态下即无激发光束照射时，半导体晶圆片对太赫兹波是透明的。由激发光源5发出的激发光束依次经过激发光束整形处理装置6和激发光束会聚装置7后，由激发光束偏转装置9发射后照射到半导体晶圆片上，该激发光束能够为半导体晶圆片所吸收，并在半导体晶圆片上激发光束的照射区域产生大量光生载流子。产生光生载流子的区域的形状和大小，可以通过激发光路中设置的激发光束整形处理装置6和激发光束会聚装置7来调节，而该区域在半导体晶圆片上与太赫兹波照射区域的相对位置可以通过激发光束偏转装置9来调节。由于光生载流子能够吸收太赫兹波，因此，在产生光生载流子的区域，太赫兹波无法通过。对于特定波段的太赫兹波的滤波就是利用光生载流子能够吸收太赫兹波的特性来实现的。
由于在半导体晶圆片上的太赫兹波是按波长呈一定分布的，不同波长的太赫兹波分量照射到半导体晶圆片上的不同区域，通过控制半导体晶圆片上激发光束与太赫兹波束的相对位置来实现对不同波段太赫兹波的吸收滤波。当激发光束照射半导体晶圆片上短波长（或长波长）太赫兹波经过区域时，该区域的太赫兹波被吸收，透过的太赫兹波束中不含短波长（或长波长）分量，此时，激发光束照射的半导体晶圆片相当于一个高通（或低通）滤波器；相应地，调节激发光束在半导体晶圆片上的位置，可以吸收掉宽谱太赫兹波束中某一波段的分量，实现该波段的带阻滤波。滤波后的呈色散分布的太赫兹波束再经过第二太赫兹波色散装置4，重新合束成宽谱太赫兹波束，只是其中某些波段的分量已经由激发光束激发产生的载流子进行了吸收滤波。
由于激发光束可以覆盖到整个半导体晶圆片上全部的太赫兹波照射区域，因此，本实用新型可以实现宽谱太赫兹波的全波段动态调谐滤波。此外，由于在半导体晶圆片上激发光束的形状和大小（即产生光生载流子的区域的形状和大小）可以通过激发光路中设置的激发光束整形处理装置6和激发光束会聚装置7来调节，因此在实现帯通或带阻滤波时，滤波的带宽也是可以调谐的。
以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种可调谐的太赫兹波滤波装置，其特征在于：包括激发光源、激发光束偏转装置以及依次设置的第一太赫兹波色散装置、太赫兹波滤光装置和第二太赫兹波色散装置；所述第二太赫兹波色散装置与第一太赫兹波色散装置为互补型结构。
2.根据权利要求1所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，其特征在于：在激发光源输出端依次设置有激发光束整形处理装置和激发光束会聚装置。
3.根据权利要求2所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，其特征在于：还包括位移装置，所述位移装置与激发光束会聚装置固定连接，用于调节激发光束会聚装置的空间位置。
4.根据权利要求1所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，其特征在于：所述太赫兹波滤光装置选用半导体晶圆片。
5.根据权利要求4所述的可调谐的太赫兹波滤波装置，其特征在于：所述半导体晶圆片具体为硅片。
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