雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器。它包括信號(hào)輸入端、第一信號(hào)輸出端、第二信號(hào)輸出端、平板偏振器、第一直波導(dǎo)、第二直波導(dǎo)、第三直波導(dǎo)、第一等腰三角形波導(dǎo)、梭形波導(dǎo)、第一等腰梯形波導(dǎo)、第四直波導(dǎo)、第二等腰梯形波導(dǎo)、圓環(huán)形波導(dǎo)、U形波導(dǎo)、第五直波導(dǎo)、第六直波導(dǎo)；平板偏振器的上表面設(shè)有第一直波導(dǎo)、第一等腰梯形波導(dǎo)、第四直波導(dǎo)、第二等腰梯形波導(dǎo)、圓環(huán)形波導(dǎo)、U形波導(dǎo)、第五直波導(dǎo)、第六直波導(dǎo)，第一直波導(dǎo)的上表面設(shè)有第二直波導(dǎo)、第三直波導(dǎo)、第一等腰三角形波導(dǎo)、梭形波導(dǎo)，第三直波導(dǎo)左側(cè)和第一等腰三角形波導(dǎo)的底邊相連。本發(fā)明具有分束率高，尺寸小，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】雙喇叭形太赫茲波偏振分束器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分束器，尤其涉及一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲波是指頻率在0.1?10 THz、波長(zhǎng)為30 μ nT3mm的電磁波，在電磁波譜中位于微波與紅外光之間，在電子學(xué)領(lǐng)域，太赫茲波也被稱為毫米波或亞毫米波；而在光學(xué)領(lǐng)域，它又被稱為遠(yuǎn)紅外光。雖然至少在上一世紀(jì)20年代就有人對(duì)太赫茲產(chǎn)生了濃厚的興趣，但是由于它夾在傳統(tǒng)的微波技術(shù)和光學(xué)技術(shù)中間，所以相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期很少有人問津電磁波譜的這一波段，以至于形成遠(yuǎn)紅外線和亞毫米波空白區(qū)，也就是太赫茲空隙。由于太赫茲波所處電磁波譜中的特殊位置，所以它既有微波、紅外光、可見光所共有的一些性質(zhì)，又有其它波段無法比擬的特性，這些優(yōu)越的特性使太赫茲波具有非常重要的學(xué)術(shù)研究?jī)r(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。近二十幾年來，大功率太赫茲輻射源和高靈敏度探測(cè)技術(shù)飛速進(jìn)步，大大促進(jìn)了太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
[0003]國(guó)內(nèi)外對(duì)于太赫茲波的研究主要集中在太赫茲波產(chǎn)生和檢測(cè)技術(shù)上，對(duì)于太赫茲波的功能器件研究也已逐漸展開。太赫茲波的功能器件是太赫茲波通信系統(tǒng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)太赫茲波偏振分束器進(jìn)行研究對(duì)于促進(jìn)太赫茲波功能器件的研究有不可或缺的重要意義。太赫茲波偏振分束器是一種非常重要的太赫茲波器件，用于控制太赫茲波系統(tǒng)中的太赫茲波。所以研究結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分束率高、成本低的太赫茲波偏振分束器對(duì)太赫茲通信系統(tǒng)意義重大。本發(fā)明研究的雙喇叭形太赫茲波偏振分束器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分束率高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，能有效地滿足太赫茲通信系統(tǒng)對(duì)偏振分束器的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器。
[0005]雙喇機(jī)形太赫茲波偏振分束器包括信號(hào)輸入端、第一信號(hào)輸出端、第二信號(hào)輸出端、平板偏振器、第一直波導(dǎo)、第二直波導(dǎo)、第三直波導(dǎo)、第一等腰三角形波導(dǎo)、梭形波導(dǎo)、第一等腰梯形波導(dǎo)、第四直波導(dǎo)、第二等腰梯形波導(dǎo)、圓環(huán)形波導(dǎo)、U形波導(dǎo)、第五直波導(dǎo)、第六直波導(dǎo)；平板偏振器的上表面設(shè)有第一直波導(dǎo)、第一等腰梯形波導(dǎo)、第四直波導(dǎo)、第二等腰梯形波導(dǎo)、圓環(huán)形波導(dǎo)、U形波導(dǎo)、第五直波導(dǎo)、第六直波導(dǎo)，第一直波導(dǎo)的上表面設(shè)有第二直波導(dǎo)、第三直波導(dǎo)、第一等腰三角形波導(dǎo)、梭形波導(dǎo)，第三直波導(dǎo)左側(cè)和第一等腰三角形波導(dǎo)的底邊相連，第一直波導(dǎo)的最右端和第三直波導(dǎo)右側(cè)之間等間距放置五個(gè)第二直波導(dǎo)，第一個(gè)第二直波導(dǎo)端口為信號(hào)輸入端，梭形波導(dǎo)由一個(gè)第三直波導(dǎo)的兩端分別與兩個(gè)背向的第一等腰三角形波導(dǎo)連接而成，并放在第一直波導(dǎo)的最左側(cè)，第一直波導(dǎo)的左端和第一等腰梯形波導(dǎo)的下底邊相連，第四直波導(dǎo)的右端和第一等腰梯形波導(dǎo)的上底邊相連，第四直波導(dǎo)的左端和第二等腰梯形波導(dǎo)的上底邊相連，第二等腰梯形波導(dǎo)的下底邊設(shè)有第二信號(hào)輸出端，圓環(huán)形波導(dǎo)放在第四直波導(dǎo)和U形波導(dǎo)之間，U形波導(dǎo)開口向左，U形波導(dǎo)的下端部和第二等腰梯形波導(dǎo)的上底邊相連，U形波導(dǎo)的上端部和第五直波導(dǎo)的右端之間等間距設(shè)有三個(gè)第六直波導(dǎo)，第五直波導(dǎo)的左端為第一信號(hào)輸出端；信號(hào)從信號(hào)輸入端水平輸入,第一信號(hào)輸出端輸出TM波,第二信號(hào)輸出端輸出TE波,獲得偏振分束性能。
[0006]所述的平板偏振器的材料為高阻硅。所述的第一直波導(dǎo)的長(zhǎng)為340MflT360Mffl，寬為60MnT80Mm,高為30MnT40Mm ;所述的第二直波導(dǎo)的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為5MnT6Mm,高為5MnT6Mm,相鄰兩個(gè)第二直波導(dǎo)的間距為5MnT6Mm ;所述的第三直波導(dǎo)的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為12MnTl5Mm,高為5MnT6Mm ;所述的第一等腰三角形波導(dǎo)的底邊長(zhǎng)為25MnT30Mm,腰長(zhǎng)為35MnT40Mm。所述的第一等腰梯形波導(dǎo)的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm，下底長(zhǎng)為60MnT80Mm，腰長(zhǎng)為40MnT50Mm。所述的第四直波導(dǎo)的長(zhǎng)為150MnTl60Mm,寬為12MnT32Mm,高為30MnT40Mm。所述的第二等腰梯形波導(dǎo)的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm,下底長(zhǎng)為52MnT72Mm,腰長(zhǎng)為52MnT60Mm。所述的圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為20MnT30Mm,夕卜半徑為40MnT50Mm。所述的U形波導(dǎo)由兩個(gè)相同尺寸的矩形波導(dǎo)和一個(gè)半圓環(huán)形波導(dǎo)連接而成，矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)為100MnTl20Mm，寬為IOMm?20Mm,高為30Mm?40Mm ;半圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為30Mm?40Mm,外半徑為50Mm?60Mm。所述的第五直波導(dǎo)的長(zhǎng)為30MnT40Mm，寬為10MnT20Mm，高為30MnT40Mm ;所述的第六直波導(dǎo)的長(zhǎng)為10MnT20Mm,寬為3MnT4Mm,高為30MnT40Mm,相鄰兩個(gè)第六直波導(dǎo)的間距為5MnT6Mm。
[0007]本發(fā)明的雙喇叭形太赫茲波偏振分束器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，分束率高，尺寸小，體積小，便于制作等優(yōu)點(diǎn)，滿足在太赫茲波成像、醫(yī)學(xué)診斷、太赫茲波通信等領(lǐng)域應(yīng)用的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的第一信號(hào)輸出端TM波透射率曲線圖；
圖3是雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的第一信號(hào)輸出端TE波透射率曲線圖；
圖4是雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的第二信號(hào)輸出端TM波透射率曲線圖；
圖5是雙喇叭形太赫茲波偏振分束器的第二信號(hào)輸出端TE波透射率曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1所不,雙喇機(jī)形太赫茲波偏振分束器包括信號(hào)輸入端1、第一信號(hào)輸出端2、第二信號(hào)輸出端3、平板偏振器4、第一直波導(dǎo)5、第二直波導(dǎo)6、第三直波導(dǎo)7、第一等腰三角形波導(dǎo)8、梭形波導(dǎo)9、第一等腰梯形波導(dǎo)10、第四直波導(dǎo)11、第二等腰梯形波導(dǎo)12、圓環(huán)形波導(dǎo)13、U形波導(dǎo)14、第五直波導(dǎo)15、第六直波導(dǎo)16 ;平板偏振器4的上表面設(shè)有第一直波導(dǎo)5、第一等腰梯形波導(dǎo)10、第四直波導(dǎo)U、第二等腰梯形波導(dǎo)12、圓環(huán)形波導(dǎo)13、U形波導(dǎo)14、第五直波導(dǎo)15、第六直波導(dǎo)16，第一直波導(dǎo)5的上表面設(shè)有第二直波導(dǎo)6、第三直波導(dǎo)7、第一等腰三角形波導(dǎo)8、梭形波導(dǎo)9，第三直波導(dǎo)7左側(cè)和第一等腰三角形波導(dǎo)8的底邊相連，第一直波導(dǎo)5的最右端和第三直波導(dǎo)7右側(cè)之間等間距放置五個(gè)第二直波導(dǎo)6，第一個(gè)第二直波導(dǎo)端口為信號(hào)輸入端I，梭形波導(dǎo)9由一個(gè)第三直波導(dǎo)7的兩端分別與兩個(gè)背向的第一等腰三角形波導(dǎo)8連接而成，并放在第一直波導(dǎo)5的最左側(cè)，第一直波導(dǎo)5的左端和第一等腰梯形波導(dǎo)10的下底邊相連，第四直波導(dǎo)11的右端和第一等腰梯形波導(dǎo)10的上底邊相連，第四直波導(dǎo)11的左端和第二等腰梯形波導(dǎo)12的上底邊相連，第二等腰梯形波導(dǎo)12的下底邊設(shè)有第二信號(hào)輸出端3，圓環(huán)形波導(dǎo)13放在第四直波導(dǎo)11和U形波導(dǎo)14之間，U形波導(dǎo)14開口向左，U形波導(dǎo)14的下端部和第二等腰梯形波導(dǎo)12的上底邊相連，U形波導(dǎo)14的上端部和第五直波導(dǎo)15的右端之間等間距設(shè)有三個(gè)第六直波導(dǎo)16，第五直波導(dǎo)15的左端為第一信號(hào)輸出端2 ;信號(hào)從信號(hào)輸入端I水平輸入，第一信號(hào)輸出端2輸出TM波，第二信號(hào)輸出端3輸出TE波，獲得偏振分束性能。
[0010]所述的平板偏振器4的材料為高阻硅。所述的第一直波導(dǎo)5的長(zhǎng)為340MflT360Mffl，寬為60MnT80Mm,高為30MnT40Mm ;所述的第二直波導(dǎo)6的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為5MnT6Mm,高為5MnT6Mm,相鄰兩個(gè)第二直波導(dǎo)6的間距為5MnT6Mm ;所述的第三直波導(dǎo)7的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為12MnTl5Mm,高為5MnT6Mm ;所述的第一等腰三角形波導(dǎo)8的底邊長(zhǎng)為25MnT30Mm,腰長(zhǎng)為35MnT40Mm。所述的第一等腰梯形波導(dǎo)10的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm,下底長(zhǎng)為60MnT80Mm,腰長(zhǎng)為40MnT50Mm。所述的第四直波導(dǎo)11的長(zhǎng)為150MnTl60Mm,寬為12MnT32Mm，高為30MnT40Mm。所述的第二等腰梯形波導(dǎo)12的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm，下底長(zhǎng)為52MnT72Mm,腰長(zhǎng)為52MnT60Mm。所述的圓環(huán)形波導(dǎo)13的內(nèi)半徑為20MnT30Mm,外半徑為40MflT50Mffl。所述的U形波導(dǎo)14由兩個(gè)相同尺寸的矩形波導(dǎo)和一個(gè)半圓環(huán)形波導(dǎo)連接而成，矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)為100MnTl20Mm,寬為10MnT20Mm,高為30MnT40Mm ;半圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為30MnT40Mm,外半徑為50MnT60Mm。所述的第五直波導(dǎo)15的長(zhǎng)為30MnT40Mm,寬為10MnT20Mm,高為30MnT40Mm ;所述的第六直波導(dǎo)16的長(zhǎng)為10MnT20Mm,寬為3MnT4Mm,高為30MnT40Mm,相鄰兩個(gè)第六直波導(dǎo)16的間距為5MnT6Mm。
[0011]實(shí)施例1
雙喇口入形太赫茲波偏振分束器的平板偏振器的材料為高阻娃。第一直波導(dǎo)的長(zhǎng)為340Mm,寬為60Mm,高為30Mm ;第二直波導(dǎo)的長(zhǎng)為25Mm,寬為5Mm,高為5Mm,相鄰兩個(gè)第二直波導(dǎo)的間距為5Mm ;第三直波導(dǎo)的長(zhǎng)為25Mm，寬為12Mm，高為5Mm ;第一等腰三角形波導(dǎo)的底邊長(zhǎng)為25Mm,腰長(zhǎng)為35Mm。第一等 腰梯形波導(dǎo)的上底長(zhǎng)為12Mm,下底長(zhǎng)為60Mm,腰長(zhǎng)為40Mm。第四直波導(dǎo)的長(zhǎng)為150Mm，寬為12Mm，高為30Mm。第二等腰梯形波導(dǎo)的上底長(zhǎng)為12Mm，下底長(zhǎng)為52Mm,腰長(zhǎng)為52Mm。圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為20Mm,外半徑為40Mm。U形波導(dǎo)由兩個(gè)相同尺寸的矩形波導(dǎo)和一個(gè)半圓環(huán)形波導(dǎo)連接而成，矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)為lOOMm，寬為lOMm，高為30Mm ;半圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為30Mm,外半徑為50Mm。第五直波導(dǎo)的長(zhǎng)為30Mm,寬為IOMm,高為30Mm ;第六直波導(dǎo)的長(zhǎng)為10Mm，寬為3Mm，高為30Mm，相鄰兩個(gè)第六直波導(dǎo)的間距為5Mm。雙喇叭形太赫茲波偏振分束器TM波第一信號(hào)輸出端透射率曲線如圖2所示，在頻率為0.5THz~1.3THz范圍內(nèi)，TM波的最大透射率為99.5%。雙喇叭形太赫茲波偏振分束器第一信號(hào)輸出端TE波透射射率曲線如圖3所示，在頻率為0.5THz^l.3 THz范圍內(nèi)，TE波的最大透射率為0.12%。雙喇叭形太赫茲波偏振分束器TM第二信號(hào)輸出端波透射率曲線如圖4所示，在頻率為0.5ΤΗζ~1.3 THz范圍內(nèi)，TM波的最大透射率為0.13%。雙喇叭形太赫茲波偏振分束器TE波第二信號(hào)輸出端透射率曲線如圖5所示，在頻率為0.5ΤΗζ^1.3ΤΗζ范圍內(nèi)，TE波的最大透射率為99.3%。
【權(quán)利要求】
1.一種雙喇形太赫茲波偏振分束器，其特征在于包括信號(hào)輸入端(I)、第一信號(hào)輸出端(2)、第二信號(hào)輸出端(3)、平板偏振器(4)、第一直波導(dǎo)(5)、第二直波導(dǎo)(6)、第三直波導(dǎo)(7)、第一等腰三角形波導(dǎo)(8)、梭形波導(dǎo)(9)、第一等腰梯形波導(dǎo)(10)、第四直波導(dǎo)(11)、第二等腰梯形波導(dǎo)(12)、圓環(huán)形波導(dǎo)(13)、U形波導(dǎo)(14)、第五直波導(dǎo)(15)、第六直波導(dǎo)(16);平板偏振器(4)的上表面設(shè)有第一直波導(dǎo)(5)、第一等腰梯形波導(dǎo)(10)、第四直波導(dǎo)(11)、第二等腰梯形波導(dǎo)(12)、圓環(huán)形波導(dǎo)(13)、U形波導(dǎo)(14)、第五直波導(dǎo)(15)、第六直波導(dǎo)(16)，第一直波導(dǎo)(5)的上表面設(shè)有第二直波導(dǎo)(6)、第三直波導(dǎo)(7)、第一等腰三角形波導(dǎo)(8)、梭形波導(dǎo)(9)，第三直波導(dǎo)(7)左側(cè)和第一等腰三角形波導(dǎo)(8)的底邊相連，第一直波導(dǎo)(5)的最右端和第三直波導(dǎo)(7)右側(cè)之間等間距放置五個(gè)第二直波導(dǎo)(6)，第一個(gè)第二直波導(dǎo)端口為信號(hào)輸入端(1)，梭形波導(dǎo)(9)由一個(gè)第三直波導(dǎo)(7)的兩端分別與兩個(gè)背向的第一等腰三角形波導(dǎo)(8)連接而成，并放在第一直波導(dǎo)(5)的最左側(cè)，第一直波導(dǎo)(5)的左端和第一等腰梯形波導(dǎo)(10)的下底邊相連，第四直波導(dǎo)(11)的右端和第一等腰梯形波導(dǎo)(10)的上底邊相連，第四直波導(dǎo)(11)的左端和第二等腰梯形波導(dǎo)(12)的上底邊相連，第二等腰梯形波導(dǎo)(12)的下底邊設(shè)有第二信號(hào)輸出端(3)，圓環(huán)形波導(dǎo)(13)放在第四直波導(dǎo)(11)和U形波 導(dǎo)(14)之間，U形波導(dǎo)(14)開口向左，U形波導(dǎo)(14)的下端部和第二等腰梯形波導(dǎo)(12)的上底邊相連，U形波導(dǎo)(14)的上端部和第五直波導(dǎo)(15)的右端之間等間距設(shè)有三個(gè)第六直波導(dǎo)(16),第五直波導(dǎo)(15)的左端為第一信號(hào)輸出端(2);信號(hào)從信號(hào)輸入端(I)水平輸入，第一信號(hào)輸出端(2)輸出TM波,第二信號(hào)輸出端(3)輸出TE波,獲得偏振分束性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的平板偏振器(4)的材料為高阻硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第一直波導(dǎo)(5)的長(zhǎng)為340MnT360Mm，寬為60MnT80Mm，高為30MnT40Mm ;所述的第二直波導(dǎo)(6)的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為5MnT6Mm,高為5MnT6Mm,相鄰兩個(gè)第二直波導(dǎo)(6)的間距為5MnT6Mm ;所述的第三直波導(dǎo)(7)的長(zhǎng)為25MnT30Mm,寬為12MnTl5Mm,高為5MnT6Mm ;所述的第一等腰三角形波導(dǎo)(8)的底邊長(zhǎng)為25MflT30Mm，腰長(zhǎng)為35MflT40Mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第一等腰梯形波導(dǎo)(10)的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm，下底長(zhǎng)為60MnT80Mm，腰長(zhǎng)為40MnT50Mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第四直波導(dǎo)(11)的長(zhǎng)為 150MflTl60Mm，寬為 12MnT32Mm，高為 30MnT40Mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第二等腰梯形波導(dǎo)(12)的上底長(zhǎng)為12MnT32Mm，下底長(zhǎng)為52MnT72Mm，腰長(zhǎng)為52MnT60Mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的圓環(huán)形波導(dǎo)(13)的內(nèi)半徑為20MnT30Mm,外半徑為40MnT50Mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的U形波導(dǎo)(14)由兩個(gè)相同尺寸的矩形波導(dǎo)和一個(gè)半圓環(huán)形波導(dǎo)連接而成，矩形波導(dǎo)的長(zhǎng)為100Mm~120Mm,寬為IOMm~20Mm,高為30Mm~40Mm ;半圓環(huán)形波導(dǎo)的內(nèi)半徑為30Mm~40Mm,外半徑為50Mm~60Mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙喇叭形太赫茲波偏振分束器，其特征在于所述的第五直波導(dǎo)(15)的長(zhǎng)為30μm-40μm，寬為10μm-20μm，高為30μm-40μm ;所述的第六直波導(dǎo)(16)的長(zhǎng)為10μm-20μm，寬為3μm-4μm，高為30μm-40μm，相鄰兩個(gè)第六直波導(dǎo)(16)的間距為5μm ~6μm
【文檔編號(hào)】G02B6/126GK103675997SQ201310599267
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院