KR101720591B1 - 릿지 구조의 테라헤르츠 발진회로 - Google Patents

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Abstract

릿지 구조를 가지는 테라헤르츠 발진회로가 개시된다. 개시된 테라헤르츠 발진회로는 주기적으로 접혀진 형상을 가지는 도파관 및 이 도파관을 관통하도록 마련되는 전자빔 터널;을 포함하며, 상기 도파관은 적어도 일면이 도파관의 내부로 돌출된 릿지부를 포함한다.

Description

릿지 구조의 테라헤르츠 발진회로{Terahertz interaction circuit having ridged structure}
전자기파 발진회로에 관한 것으로, 상세하게는 릿지 구조를 가지는 전자기파 발진회로에 관한 것이다.
마이크로 주파수 대역과 광학 주파수 대역 사이에 있는 테라헤르츠(terahertz) 주파수 대역은 분자 광학, 생물리학(biophysics), 의학(medical), 분광학(spectroscopy), 영상(imaging) 또는 보안(security) 분야에서 매우 중요한 주파수 대역이다. 그러나, 이러한 테라헤르츠 대역의 중요성에도 불구하고 물리적 및 공학적 한계로 인해 기존에는 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠 발진기나 증폭기에 대한 개발이 거의 없는 형편이었다. 최근에는 여러 가지 새로운 이론 및 미세가공 기술의 발달로 인해 테라헤르츠 발진기나 증폭기에 대한 개발이 시도되고 있다.
테라헤르츠 발진기에 있어서 가중 중요한 핵심요소 중 하나로는 전자빔과 전자기파의 상호작용을 통해 테라헤르츠파를 발진시키는 발진회로를 들 수 있다. 이러한 발진회로는 출력 측면에서는 전자빔의 에너지가 전자기파로 효율적으로 변환되어야 하며, 주파수 대역 측면에서는 작동 주파수 범위가 넓어야 여러 분야에 다양하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 릿지 구조를 가지는 전자기파 발진회로를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 있어서,
내부로 전자기파가 진행하는 것으로, 주기적으로 접혀진 형상(folded shape)을 가지는 도파관; 및
내부로 전자빔이 지나가는 것으로, 상기 도파관을 관통하도록 마련되는 전자빔 터널;을 포함하고,
상기 도파관은 적어도 일면이 상기 도파관의 내부로 돌출된 릿지부를 포함하는 테라헤르츠 발진회로가 제공된다.
상기 릿지부의 도파관 두께는 상기 릿지부 양측의 도파관 두께보다 얇게 된다.
상기 전자빔 터널은 상기 도파관의 릿지부를 관통하도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 전자빔 터널은 상기 접혀진 형상의 도파관을 주기적으로 관통할 수 있다.
상기 릿지부는 상기 도파관 일면의 가운데 부분이 상기 도파관 내부로 돌출되어 형성될 수 있다.
상기 도파관의 단면은 사각형 또는 원형을 가질 수 있다.
상기 도파관은 상면의 중심부가 상기 도파관 내부로 돌출된 제1 릿지부 및 하면의 중심부가 도파관 내부로 돌출된 제2 릿지부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 릿지부의 단면은 사각형 또는 반원형을 가질 수 있다. 그리고, 상기 전자빔 터널의 단면은 사각형 또는 원형을 가질 수 있다.
상기 도파관 및 전자빔 터널의 내면은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서,
제1 기판을 준비하는 단계;
상기 제1 기판 상에 접혀진 형상을 가지며 릿지부를 포함하는 도파관의 일부분 및 상기 도파관을 관통하는 전자빔 터널의 일부분이 형성된 제2 기판을 준비하는 단계;
상기 제2 기판 상에 상기 도파관의 타부분 및 상기 전자빔 터널의 타부분이 형성된 제3 기판을 준비하는 단계;
상기 제3 기판 상에 제4 기판을 준비하는 단계; 및
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판을 접합시키는 단계;를 포함하는 테라헤르츠 발진회로의 제작방법이 제공된다.
상기 전자빔 터널은 상기 도파관의 릿지부를 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제4 기판의 접합면에는 상기 릿지부 양측의 도파관이 연장되어 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판의 접합면과 상기 도파관 및 전자빔 터널의 내면은 금속층으로 코팅될 수 있다.
상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판은 실리콘을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 도파관에 릿지부가 형성됨으로써 차단 주파수를 낮출 수 있고, 이에 따라 주파수 대역이 넓어질 수 있다. 또한 전자기파의 전기장 세기가 증대됨으로써 더 높은 출력의 발진을 얻을 수 있다. 그리고, 전자빔 터널이 릿지부에서의 얇은 두께의 도파관을 관통함으로써 전자빔과 전자기파의 상호작용 시간이 줄어들게 되고, 이에 따라 고주파 발진을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 테라헤르츠 발진회로의 단위 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선을 따라 본 절개 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅳ-Ⅳ'선을 따라 본 절개 사시도이다.
도 5는 도 2의 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 절개 사시도이다.
도 6은 도 2의 Ⅵ-Ⅵ'선을 따라 본 절개 사시도이다.
도 7은 도 2의 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 본 절개 사시도이다.
도 8은 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로의 단위 구조를 도시한 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 8에 도시된 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로와 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에 대하여, 주파수에 따라 s-parameter를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다.
도 10은 도 8에 도시된 종래 접혀진 구조의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로와 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에 대하여, 전자빔의 통과하는 영역에서 전자기파의 전기장 세기를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제작된 테라헤르츠 발진회로를 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제작된 테라헤르츠 발진회로를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로를 도시한 사시도이다. 도 2에는 도 1에 도시된 테라헤르츠 발진회로의 단위 구조를 도시한 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 3, 도 4 및 도 5는 각각 도 2의 Ⅲ-Ⅲ'선, Ⅳ-Ⅳ'선 및 Ⅴ-Ⅴ'선을 따라 본 절개 사시도들이다. 또한, 도 6 및 도 7은 각각 도 2의 Ⅵ-Ⅵ'선 및 Ⅶ-Ⅶ'선을 따라 본 절개 사시도들이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로는 주기적으로 접혀진 형상을 가지는 도파관(110)과, 상기 도파관(110)을 관통하도록 마련된 전자빔 터널(120)을 포함한다. 여기서, 상기 도파관(110) 및 전자빔 터널(120)은 소정 재질의 블록(100) 내에 형성될 수 있다. 상기 블록(100)은 예를 들면, 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 스테인리스 스틸(stainless steel) 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 블록(100)은 예를 들면 실리콘 등과 같은 비금속 재질로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 상기 도파관(110) 및 전자빔 터널(120)의 내면은 금속층으로 코팅될 수 있다.
상기 도파관(110)은 전자기파가 그 내부를 진행하는 곳으로, 주기적으로 접혀진 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 도파관(110)이 접혀진 형상을 가지는 이유는 전자기파의 속도를 효과적으로 낮추기 위함이다. 일반적으로, 전자기파 발진회로에서는 전자빔의 속도에 비하여 도파관 내를 진행하는 전자기파의 속도가 훨씬 빠르다. 따라서, 본 실시예에서와 같이 도파관(110)을 접혀진 형태로 형성하게 되면 전자빔과 상호작용하는 전자기파의 속도를 효과적으로 줄일 수 있다. 그리고, 이러한 접혀진 형상을 가지는 도파관(110)은 그 구조가 단순하며 작동 주파수 대역이 비교적 넓어서 전자기파의 발진 또는 증폭에 많이 이용되고 있다. 상기 도파관(110) 내부에는 예를 들면 밀리미터 주파수 대역, 서브 밀리미터 주파수 대역 또는 테라헤르츠 주파수 대역의 전자기파가 진행할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 도파관(110)은 상면의 중심부분이 도파관(110) 내부로 돌출된 제1 릿지부(115a) 및 하면의 중심부분이 도파관(110) 내부에 돌출된 제2 릿지부(115b)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)에서의 도파관(110), 즉 제1 도파부(111)는 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b) 양측에서의 도파관(110), 즉 제2 및 제3 도파부(112,113)보다 얇은 두께를 가지게 된다. 이와 같이, 상기 도파관(110)이 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)를 포함하게 되면 후술하는 바와 같이 제1 및 제2 릿지부(115a,115b) 주위에 전기장이 집중됨으로써 전기장의 세기를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 고출력을 얻을 수 있다. 또한 차단 주파수(cutoff frequency)가 낮아짐으로써 주파수 대역이 넓어질 수 있다. 한편, 도면에서는 상기 도파관(110)이 실질적으로 사각형의 단면을 가지는 경우가 도시되어 있으나, 본 실시예에는 이에 한정되지 않고 상기 도파관(110)은 원형 단면 또는 그 이외의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다. 또한, 도면에서는 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)가 사각형의 단면을 가지는 경우가 도시되어 있으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)는 반원형 단면 또는 그 이외의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.
상기 전자빔 터널(120)은 전자들이 그 내부를 지나가는 통로로서, 상기 블록(100) 내에서 도파관(110)을 관통하도록 마련되어 있다. 즉, 상기 전자빔 터널(120)은 접혀진 형상의 도파관(110)을 주기적으로 관통하도록 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 전자빔 터널(120)은 상기 도파관(110)의 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)를 관통하도록 형성되어 있다. 상기 전자빔 터널(120)은 상기 도파관(110) 중에서 가장 두께가 얇은 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)에서의 도파관(110), 즉 제1 도파부(111)를 관통하도록 형성되어 있다. 이와 같이, 상기 전자빔 터널(120)을 두께가 얇은 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)에서의 도파관(110)을 관통하도록 형성하게 되면, 전자빔과 전자기파의 상호작용 시간(transit time)이 줄어들게 되고, 이에 따라 고주파 발진을 구현할 수 있다. 한편, 도면에서는 상기 전자빔 터널(120)이 사각형의 단면을 가지는 경우가 도시되어 있으나, 본 실시예는 이에 한정되지 않고 상기 전자빔 터널(120)은 원형 단면 또는 그 이외의 다양한 형상의 단면을 가질 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에서는 도파관(110)에 릿지부(115a,115b)를 형성함으로써 전기장의 세기를 향상시켜 고출력의 발진을 구현할 수 있고, 차단 주파수를 낮추어 주파수 대역을 넓힐 수 있다. 또한, 전자빔 터널(120)이 상기 도파관(110)의 릿지부(115a,115b)를 관통하도록 형성됨으로써 전자빔과 전자기파의 상호작용 시간을 줄여 고주파 발진을 구현할 수 있다.
한편, 이상에서 설명된 실시예에서는 상기 도파관(110)의 상면 및 하면에 각각 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)가 마련되는 경우가 설명되었다. 하지만, 이는 예시적인 것으로 상기 도파관(110)의 상면에만 제1 릿지부(115a)가 형성되거나, 상기 도파관(110)의 하면에만 제2 릿지부(115b)가 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 상기 도파관(110)의 양측면 중 적어도 하나에 도파관(110) 내부로 돌출된 릿지부(미도시)가 더 형성되는 것도 가능하다.
도 8은 릿지부를 포함하지 않은 접혀진 형상의 도파관(11)을 구비한 종래 테라헤르츠 발진회로의 단위 구조를 도시한 사시도이다. 도 8을 참조하면, 블록(10) 내에 주기적으로 접혀진 형상을 가지는 도파관(11)과, 상기 도파관(11)을 관통하는 전자빔 터널(12)이 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 상기 블록(10)은 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au) 또는 스테인리스 스틸(stainless steel) 등과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 블록(10)은 예를 들면 실리콘 등과 같은 비금속 재질로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 상기 도파관(11) 및 전자빔 터널(12)의 내면은 금속층으로 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 도파관(11)은 일정한 두께를 가지는 사각형 단면을 가지고 있으며, 상기 전자빔 터널(12)은 상기 도파관(11)의 가운데 부분을 관통하도록 마련되어 있다.
이하에서는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로와 도 8에 도시된 릿지부를 포함하지 않는 접힌 형상의 도파관을 구비한 종래 테라헤르츠 발진회로를 비교하여 설명하기로 한다. 도 2 및 도 8에서 전자기파는 Port 1으로 들어가 Port 2로 나오게 된다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 8에 도시된 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로와 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에 대하여, 주파수에 따라 s-parameter를 시뮬레이션한 결과를 도시한 것이다. 도 9a를 참조하면, 도 8에 도시된 종래 테라헤르츠 발진회로에서는 차단 주파수(cutoff frequency)가 대략 93 GHz로 나타났다. 그리고, 도 9b를 참조하면, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에서는 차단 주파수가 대략 73 GHz로 나타났다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에서는 차단 주파수가 낮아지므로, 주파수 대역이 더 넓어짐을 알 수 있다.
도 10은 도 8에 도시된 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로와 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로에 대하여, 전자빔의 통과하는 영역에서 전자기파의 전기장 세기를 시뮬레이션 한 결과를 도시한 것이다. 도 10에서 Folded-WG는 도 8에 도시된 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 테라헤르츠 발진회로을 나타내며, Ridged-WG는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로를 나타낸다. 도 10을 참조하면, 종래 접혀진 형상의 도파관을 포함하는 발진회로보다 본 발명의 실시예에 따른 발진회로에서 전기장의 세기가 증대되었음을 알 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 발진회로에서 더 고출력의 발진을 얻을 수 있다.
이하에서는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 테라헤르츠 발진회로를 제작하는 방법을 예시적으로 설명한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 4장의 기판(100a,100b,100c,100d)을 이용하여 제작된 테라헤르츠 발진회로를 도시한 것이다. 도 11은 도 3에 도시된 테라헤르츠 발진회로의 단면을 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 테라헤르츠 발진회로는 소정 형상을 가지는 4장의 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(100a,100b,100c,100d)을 접합하여 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)를 포함하는 도파관(110) 및 상기 도파관(110)을 관통하는 전자빔 터(120)널을 형성함으로써 제작될 수 있다. 여기서, 상기 전자빔 터널(120)은 상기 도파관(110)의 릿지부(115a,115b)를 관통하도록 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(100a,100b,100c,100d)으로는 예를 들면 실리콘 기판이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 재질의 기판이 사용될 수 있다.
이하에서 도 11에 도시된 테라헤르츠 발진회로를 제작하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다. 먼저, 제1 기판(100a)을 준비한다. 상기 제1 기판(100a)의 상면에는 도파관(110)의 일측 단부가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 제1 기판(100a)의 상면에는 도파관(110)의 제1 및 제2 릿지부(115a,115b) 하측에 위치한 도파관(110)(즉, 제2 도파부,112)의 단부가 형성되어 있다. 이러한 제2 도파부(112)의 단부는 상기 제1 기판(100a)의 상면을 소정 형태로 에칭함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제2 도파부(112)의 단부 내면 및 상기 제1 기판(100a)의 상면은 금속층(150)으로 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 금속층은 예를 들면, 구리(Cu), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 은(Ag), 주석(Sn) 또는 금(Au) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 상기 제1 기판(100a) 상에 제2 기판(100b)을 준비한다. 여기서, 상기 제2 기판(100b)에는 접혀진 형상을 가지며 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)를 포함하는 도파관(110)의 일부와, 상기 도파관(110)을 관통하는 전자빔 터널(120)의 일부가 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 제2 기판(100b)의 상면에는 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)에 의해 형성된 두께가 얇은 도파관(110)(즉, 제1 도파부,111)의 일부 및 상기 전자빔 터널(120)의 일부가 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(100b)의 하면에는 상기 제1 도파부(111)로부터 연장되어 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)의 하측에 마련된 도파관(110)(즉, 제2 도파부,112)가 형성되어 있다. 이러한 도파관(110)의 일부 및 전자빔 터널(120)의 일부는 상기 제2 기판(100b)의 상하면을 에칭함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 도파부(111,112)의 내면, 전자빔 터널(120)의 내면 및 상기 제2 기판(100b)의 상하면은 금속층(150)으로 코팅될 수 있다.
다음으로, 상기 제2 기판(100b) 상에 제3 기판(100c)을 준비한다. 여기서, 상기 제3 기판(100c)은 상기 제2 기판(100b)과 대칭인 형상을 가진다. 즉, 상기 제3 기판(100c)에는 접혀진 형상을 가지며 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)를 포함하는 도파관(110)의 타부분와, 상기 도파관(110)을 관통하는 전자빔 터널(120)의 타부분이 형성되어 있다. 구체적으로, 상기 제3 기판(100c)의 하면에는 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)에 의해 형성된 두께가 얇은 도파관(110)(즉, 제1 도파부,111)의 타부분 및 상기 전자빔 터널(120)의 타부분이 형성되어 있으며, 상기 제3 기판(100c)의 상면에는 상기 제1 도파부(111)로부터 연장되어 상기 제1 및 제2 릿지부(115a,115b)의 상측에 마련된 도파관(110)(즉, 제3 도파부,113)가 형성되어 있다. 이러한 도파관(110)의 타부분 및 전자빔 터널(120)의 타부분은 상기 제3 기판(100c)의 상하면을 에칭함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1 및 제3 도파부(111,113)의 내면, 전자빔 터널(120)의 내면 및 상기 제3 기판(100c)의 상하면은 금속층(150)으로 코팅될 수 있다.
상기 제3 기판(100c) 상에는 제4 기판(100d)을 준비한다. 상기 제4 기판(100d)은 상기 제1 기판(100a)과 대칭인 형상을 가진다. 즉, 상기 제4 기판(100d)의 하면에는 도파관(110)의 제1 및 제2 릿지부(115a,115b) 상측에 위치한 도파관(110)(즉, 제3 도파부,113)의 단부가 형성되어 있다. 이러한 제3 도파부(113)의 단부는 상기 제4 기판(100d)의 하면을 소정 형태로 에칭함으로써 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제3 도파부(113)의 단부 내면 및 상기 제4 기판(100d)의 하면은 금속층(150)으로 코팅될 수 있다.
상기와 같이 순차적으로 적층된 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(100a,100b,100c,100d)을 접합하게 되면 테라헤르츠 발진회로가 완성된다. 여기서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(100a,100b,100c,100d)은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(100a,100b,100c,100d)의 접합면 상에 코팅된 금속층(150)이 융착됨으로써 접합될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 에칭 공정으로 소정 형상이 형성된 4장의 기판(100a,100b,100c,100d)을 접합함으로써 비교적 간단한 공정으로 테라헤르츠 발진회로를 제작할 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 4장의 기판(200a,200b,200c,200d)을 이용하여 제작된 테라헤르츠 발진회로를 도시한 것이다. 도 12는 도 3에 도시된 테라헤르츠 발진회로의 단면을 도시한 것이다. 도 12에 도시된 테라헤르츠 발진회로는 제1 및 제4 기판(200a,200d)에 도파관이 형성되어 있지 않다는 점을 제외하면 도 11에 도시된 테라헤르츠 발진회로와 같다. 이하에서는 전술한 실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다.
상기 제1 기판(200a)을 준비한다. 상기 제1 기판(200a)의 상면은 금속층(250)으로 코팅될 수 있다. 여기서, 상기 금속층은 예를 들면, 구리(Cu), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 니켈(Ni), 은(Ag), 주석(Sn) 또는 금(Au) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이어서, 상기 제1 기판(200a) 상에 제2 기판(200b)을 준비한다. 여기서, 상기 제2 기판(200b)의 상면에는 상기 제1 및 제2 릿지부(215a,215b)에 의해 형성된 두께가 얇은 도파관(210)(즉, 제1 도파부,211)의 일부 및 상기 전자빔 터널(220)의 일부가 형성되어 있으며, 상기 제2 기판(200b)의 하면에는 상기 제1 도파부(211)로부터 연장되어 상기 제1 및 제2 릿지부(215a,215b)의 하측에 마련된 도파관(210)(즉, 제2 도파부,212)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 도파부(211,212)의 내면, 전자빔 터널(220)의 내면 및 상기 제2 기판(200b)의 상하면은 금속층(250)으로 코팅될 수 있다.
다음으로, 상기 제2 기판(200b) 상에 제3 기판(200c)을 준비한다. 여기서, 상기 제3 기판(200c)은 상기 제2 기판(200b)과 대칭인 형상을 가진다. 즉, 상기 제3 기판(200c)의 하면에는 상기 제1 및 제2 릿지부(215a,215b)에 의해 형성된 두께가 얇은 도파관(210)(즉, 제1 도파부,211)의 타부분 및 상기 전자빔 터널(220)의 타부분이 형성되어 있으며, 상기 제3 기판(200c)의 상면에는 상기 제1 도파부(211)로부터 연장되어 상기 제1 및 제2 릿지부(215a,215b)의 상측에 마련된 도파관(210)(즉, 제3 도파부,213)가 형성되어 있다. 그리고, 상기 제1 및 제3 도파부(211,213)의 내면, 전자빔 터널(220)의 내면 및 상기 제3 기판(200c)의 상하면은 금속층(250)으로 코팅될 수 있다. 상기 제3 기판(200c) 상에는 제4 기판(200d)을 준비한다. 상기 제4 기판(200d)은 상기 제1 기판(200a)과 대칭인 형상을 가진다. 그리고, 상기 제4 기판(200d)의 하면은 금속층(250)으로 코팅될 수 있다.
상기와 같이 순차적으로 적층된 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(200a,200b,200c,200d)을 접합하게 되면 테라헤르츠 발진회로가 완성된다. 여기서, 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(200a,200b,200c,200d)은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판(200a,200b,200c,200d)의 접합면 상에 코팅된 금속층이 융착됨으로써 접합될 수 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는 제1 및 제4 기판(200a,200d)에 도파관(210)을 형성하지 않음으로써 전술한 실시예보다 간단한 공정으로 테라헤르츠 발진회로를 제작할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100... 블록 100a,200a... 제1 기판
100b,200b... 제2 기판 100c,200c... 제3 기판
100d,200d... 제4 기판 110,210... 도파관
111,211... 제1 도파부 112,212... 제2 도파부
113,213... 제3 도파부 115a,215a... 제1 릿지부
115b,215b... 제2 릿지부 120,220... 전자빔 터널

Claims (15)

  1. 내부로 전자기파가 진행하는 것으로, 주기적으로 접혀진 형상(folded shape)을 가지는 도파관; 및
    내부로 전자빔이 지나가는 것으로, 상기 도파관을 관통하도록 마련되는 전자빔 터널;을 포함하고,
    상기 도파관은 적어도 일면이 상기 전자기파의 진행 방향을 따라 상기 도파관의 내부로 돌출되게 형성된 릿지부를 포함하고,
    상기 릿지부에서의 도파관 두께는 상기 릿지부 양측에서의 도파관 두께보다 얇은 테라헤르츠 발진회로.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자빔 터널은 상기 도파관의 릿지부를 관통하도록 마련되는 테라헤르츠 발진회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자빔 터널은 상기 접혀진 형상의 도파관을 주기적으로 관통하는 테라헤르츠 발진회로.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 릿지부는 상기 도파관 일면의 가운데 부분이 상기 도파관 내부로 돌출되어 형성되는 테라헤르츠 발진회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관의 단면은 사각형 또는 원형을 가지는 테라헤르츠 발진회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관은 상면의 중심부가 상기 도파관 내부로 돌출된 제1 릿지부 및 하면의 중심부가 도파관 내부로 돌출된 제2 릿지부 중 적어도 하나를 포함하는 테라헤르츠 발진회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 릿지부의 단면은 사각형 또는 반원형을 가지는 테라헤르츠 발진회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자빔 터널의 단면은 사각형 또는 원형을 가지는 테라헤르츠 발진회로.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 도파관 및 전자빔 터널의 내면은 금속 재질로 이루어진 테라헤르츠 발진회로.
  11. 제1 기판을 준비하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 내부로 전자기파가 진행하는 것으로, 접혀진 형상을 가지며 상기 전자기파의 진행 방향을 따라 내부로 돌출되게 형성된 릿지부를 포함하는 도파관의 일부분 및 상기 도파관을 관통하는 전자빔 터널의 일부분이 형성된 제2 기판을 준비하는 단계;
    상기 제2 기판 상에 상기 도파관의 타부분 및 상기 전자빔 터널의 타부분이 형성된 제3 기판을 준비하는 단계;
    상기 제3 기판 상에 제4 기판을 준비하는 단계; 및
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판을 접합시키는 단계;를 포함하며,
    상기 릿지부에서의 도파관 두께는 상기 릿지부 양측에서의 도파관 두께보다 얇은 테라헤르츠 발진회로의 제작방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전자빔 터널은 상기 도파관의 릿지부를 관통하도록 형성되는 테라헤르츠 발진회로의 제작방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 및 제4 기판의 접합면에는 상기 릿지부 양측의 도파관이 연장되어 형성되어 있는 테라헤르츠 발진회로의 제작방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판의 접합면과 상기 도파관 및 전자빔 터널의 내면은 금속층으로 코팅된 테라헤르츠 발진회로의 제작방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3 및 제4 기판은 실리콘을 포함하는 테라헤르츠 발진회로의 제작방법.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103854939B (zh) * 2014-01-10 2016-05-25 中国电子科技集团公司第十二研究所 一种弧形弯曲边界折叠波导慢波结构
GB201418133D0 (en) * 2014-10-14 2014-11-26 Univ Lancaster Waveguide
KR101723876B1 (ko) * 2015-08-28 2017-04-06 국방과학연구소 접혀진 형상의 도파관 및 이를 포함하는 진행파관기
CN106207356A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式斜扭耦合双脊矩形折叠波导
CN106257745A (zh) * 2016-08-29 2016-12-28 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导合并式斜扭耦合矩形折叠波导
CN106252811A (zh) * 2016-08-29 2016-12-21 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导合并式斜扭耦合折叠波导
CN106252809A (zh) * 2016-08-29 2016-12-21 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式斜扭耦合矩形折叠波导
CN106159402A (zh) * 2016-08-29 2016-11-23 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导合并式斜扭耦合单脊矩形折叠波导
CN106159403A (zh) * 2016-08-29 2016-11-23 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导合并式斜扭耦合双脊矩形折叠波导
CN106159400A (zh) * 2016-08-29 2016-11-23 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式准平面折叠波导
CN106329050A (zh) * 2016-08-29 2017-01-11 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导合并式准平面折叠波导
CN106207358A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式斜扭耦合单脊矩形折叠波导
CN106252812A (zh) * 2016-08-29 2016-12-21 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式斜扭耦合折叠波导
CN106207357A (zh) * 2016-08-29 2016-12-07 成都赛纳为特科技有限公司 一种扭波导分离式准平面脊波导折叠波导
FR3069659B1 (fr) * 2017-07-27 2019-08-09 Thales Guide a onde lente pour tube a ondes progressives
FR3074364B1 (fr) * 2017-11-28 2019-10-25 Thales Charge interne pour tube a ondes progressives utilisant une ligne a retard en guide replie
DE112019000369B4 (de) * 2018-03-07 2024-02-08 Nec Network And Sensor Systems, Ltd. Verzögerungsschaltung, Wanderfeldröhre und Verfahren zur Herstellung einer Wanderfeldröhre
CN111017865B (zh) * 2019-11-27 2022-09-09 上海交通大学 用于太赫兹折叠波导微结构的制备方法
CN110828262B (zh) * 2019-12-16 2021-09-07 中国电子科技集团公司第十二研究所 一种非半圆双耳形折叠波导慢波结构
WO2024084546A1 (ja) * 2022-10-17 2024-04-25 ソニーグループ株式会社 伝送路、遅波回路、増幅器、送受信機、中継器、回路装置、伝送路の製造方法及び遅波回路の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE480142A (ko) * 1946-08-21
NL213162A (ko) * 1955-12-30
US2959707A (en) * 1958-03-03 1960-11-08 Itt Slow wave propagating structure
US3400297A (en) * 1964-07-27 1968-09-03 Hitachi Ltd Traveling-wave type electron tube utilizing interaction between beam and te20 waveguide mode
US4409519A (en) * 1981-07-29 1983-10-11 Varian Associates, Inc. TWT Slow-wave structure assembled from three ladder-like slabs
GB2128111B (en) * 1982-10-06 1986-01-22 English Electric Valve Co Ltd Improvements in or relating to coupled cavity travelling wave tubes
US4679008A (en) 1984-12-27 1987-07-07 The Johns Hopkins University Sharp mode-transducer bend for overmoded waveguide
US4586009A (en) * 1985-08-09 1986-04-29 Varian Associates, Inc. Double staggered ladder circuit
US4978934A (en) 1989-06-12 1990-12-18 Andrew Corportion Semi-flexible double-ridge waveguide
US5047738A (en) 1990-10-09 1991-09-10 Hughes Aircraft Company Ridged waveguide hybrid
JP3892339B2 (ja) 2002-05-15 2007-03-14 三菱電機株式会社 曲り導波管
JP5129046B2 (ja) 2008-07-04 2013-01-23 株式会社ヨコオ 電磁波伝送媒体

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