二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器。它包括第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带、二氧化硅层、基底层、信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端；基底层的上层为二氧化硅层，二氧化硅层上铺有第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带；通过调节施加在第二二硫化钼条带与基底层、第三二硫化钼条带与基底层的偏置直流电源电压，调节二硫化钼片的有效介电常数，实现太赫兹信号可调功分。本实用新型具有结构简单紧凑，尺寸小，隔离度高，设计原理简单等优点。
【专利说明】
二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器
技术领域
[0001]本实用新型涉及太赫兹波功分器，尤其涉及一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器。
【背景技术】
[0002]太赫兹技术是二十世纪80年代末发展起来的一种新技术。太赫兹波独特的频率范围(位于微波频段和光频段之间)覆盖了多数大分子物质的分子振动和转动光谱，因此多数大分子物质在太赫兹频段无论其吸收谱、反射谱还是发射谱都具有明显的指纹谱特性，这一点是微波所不具备的。太赫兹脉冲光源与传统光源相比具有很多独特的性质，如:瞬态性、宽带性、相干性、低能性等，这些特点决定了太赫兹技术在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、通信领域以及生物领域中有相当重要的应用前景。因此太赫兹技术以及太赫兹器件的研究逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。
[0003]太赫兹波功分器是一类重要的太赫兹波功能器件，近年来太赫兹波功分器已成为国内外研究的热点和难点。然而现有的太赫兹波功分器大都存在着结构复杂、功分效率低、成本尚等诸多缺点，所以研究结构简单、功分效率尚、成本低、尺寸小，具有可调性能的太赫兹波功分器意义重大。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，技术方案如下:
[0005]二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器包括基底层、二氧化硅层、第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带、信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端;基底层的上层为二氧化硅层，二氧化硅层的上层铺有第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带，第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带和第五二硫化钼条带相互平行分布，且相邻两条平行条带的距离相等，第二二硫化钼条带位于第一二硫化钼条带和第四二硫化钼条带之间，第三二硫化钼条带位于第一二硫化钼条带和第五二硫化钼条带之间，第一二硫化钼条带的左端与二氧化硅层的左侧中部相连，第四二硫化钼条带和第五二硫化钼条带的右端均与二氧化硅层的右侧相连，第二二硫化钼条带的左端与二氧化硅层左侧的距离和第三二硫化钼条带的左端与二氧化硅层左侧的距离相等，第一二硫化钼条带的左端设有信号输入端，第四二硫化钼条带的右端设有第一信号输出端，第五二硫化钼条带的右端设有第二信号输出端;太赫兹信号从信号输入端输入，从第一信号输出端和第二信号输出端输出，第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带分别与基底之间设有偏置直流电压源，在改变外加偏置直流电压源电压的情况下会改变第二二硫化钼条带和第三二硫化钼条带的有效介电常数，从而可以控制太赫兹波的从第一信号输出端和第二信号输出端输出的功率，实现可调功分效果。
[0006]所述的基底层的材料为P型硅材料，长度为4.9?5.1wn，宽度为3.9?4.1wn，厚度为I?2μηι。所述的二氧化娃层的长度为4.9?5.Ιμ??，宽度为3.9?4.Ιμ??，厚度为I?2μηι。所述的第一二硫化钼条带、第四二硫化钼条带和第五二硫化钼条带的尺寸相同，长度均为1.9?2.Ιμπι，宽度均为0.0l?0.02μπι。所述的第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带的尺寸相同，长度均为2.9?3.Ιμπι，宽度均为0.01?0.02μηι。所述的第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带之间相邻平行条带间的距离为0.1?0.2μπι。所述的第二二硫化钼条带和第三二硫化钼条带的左端与二氧化硅层的左侧的距离均为0.9?1.Ιμπι。
【附图说明】
:
[0007]图1是二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器的三维结构示意图；
[0008]图2是二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器的俯视图；
[0009]图3是实施例1中功分器在第一信号输出端和第二信号输出端的太赫兹波传输率为1:1时，传输时的表面电场强度分布图；
[0010]图4是实施例1中功分器在第一信号输出端和第二信号输出端的太赫兹波传输率为1:3时，传输时的表面电场强度分布图；
[0011]图5是实施例1中功分器在太赫兹波全部从第二信号输出端输出时，传输时的表面电场强度分布图；
[0012]图6是实施例1中功分器在太赫兹波全部从第一信号输出端输出时，传输时的表面电场强度分布图。
【具体实施方式】
[0013]如图1?2所示，二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器包括基底层1、二氧化硅层
2、第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6、第五二硫化钼条带7、信号输入端8、第一信号输出端9、第二信号输出端10;基底层I的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6、第五二硫化钼条带7，第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6和第五二硫化钼条带7相互平行分布，且相邻两条平行条带的距离相等，第二二硫化钼条带4位于第一二硫化钼条带3和第四二硫化钼条带6之间，第三二硫化钼条带5位于第一二硫化钼条带3和第五二硫化钼条带7之间，第一二硫化钼条带3的左端与二氧化硅层2的左侧中部相连，第四二硫化钼条带6和第五二硫化钼条带7的右端均与二氧化硅层2的右侧相连，第二二硫化钼条带4的左端与二氧化硅层2左侧的距离和第三二硫化钼条带5的左端与二氧化硅层2左侧的距离相等，第一二硫化钼条带3的左端设有信号输入端8，第四二硫化钼条带6的右端设有第一信号输出端9，第五二硫化钼条带7的右端设有第二信号输出端10;太赫兹信号从信号输入端8输入，从第一信号输出端9和第二信号输出端10输出，第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5分别与基底I之间设有偏置直流电压源，在改变外加偏置直流电压源电压的情况下会改变第二二硫化钼条带4和第三二硫化钼条带5的有效介电常数，从而可以控制太赫兹波的从第一信号输出端9和第二信号输出端10输出的功率，实现可调功分效果。
[0014]所述的基底层I的材料为P型硅材料，长度为4.9?5.Ιμπι，宽度为3.9?4.1ym，厚度为I?2μηι。所述的二氧化娃层2的长度为4.9?5.1μηι，宽度为3.9?4.1μηι，厚度为I?2μηι。所述的第一二硫化钼条带3、第四二硫化钼条带6和第五二硫化钼条带7的尺寸相同，长度均为1.9?2.Ιμπι，宽度均为0.0l?0.02μπι。所述的第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5的尺寸相同，长度均为2.9?3.Ιμπι，宽度均为0.01?0.02μπι。所述的第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6、第五二硫化钼条带7之间相邻平行条带间的距离为0.1?0.2μπι。所述的第二二硫化钼条带4和第三二硫化钼条带5的左端与二氧化硅层2的左侧的距离均为0.9?1.Ιμπι。
[0015]实施例1
[0016]二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器:
[0017]如图1?2所示，二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器包括基底层1、二氧化硅层
2、第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6、第五二硫化钼条带7、信号输入端8、第一信号输出端9、第二信号输出端10;基底层I的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6、第五二硫化钼条带7，第一二硫化钼条带3、第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5、第四二硫化钼条带6和第五二硫化钼条带7相互平行分布，且相邻两条平行条带的距离相等，第二二硫化钼条带4位于第一二硫化钼条带3和第四二硫化钼条带6之间，第三二硫化钼条带5位于第一二硫化钼条带3和第五二硫化钼条带7之间，第一二硫化钼条带3的左端与二氧化硅层2的左侧中部相连，第四二硫化钼条带6和第五二硫化钼条带7的右端均与二氧化硅层2的右侧相连，第二二硫化钼条带4的左端与二氧化硅层2左侧的距离和第三二硫化钼条带5的左端与二氧化硅层2左侧的距离相等，第一二硫化钼条带3的左端设有信号输入端8，第四二硫化钼条带6的右端设有第一信号输出端9，第五二硫化钼条带7的右端设有第二信号输出端10;太赫兹信号从信号输入端8输入，从第一信号输出端9和第二信号输出端10输出，第二二硫化钼条带4、第三二硫化钼条带5分别与基底I之间设有偏置直流电压源。
[0018]基底层的材料为P型硅材料，长度为5μπι，宽度为4μπι，厚度为Ιμπι。二氧化硅层的长度为5μηι，宽度为4μηι，厚度为Ιμπι。第一二硫化钼条带、第四二硫化钼条带和第五二硫化钼条带的尺寸相同，长度均为2μι，宽度均为0.Ο?μπι。第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带的尺寸相同，长度均为3μηι，宽度均为0.Ο?μπι。第一二硫化钼条带、第二二硫化钼条带、第三二硫化钼条带、第四二硫化钼条带、第五二硫化钼条带之间相邻平行条带间的距离为0.15μπι。第二二硫化钼条带和第三二硫化钼条带的左端与二氧化硅层的左侧的距离均为Ιμπι。二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器的各项性能指标采用COMSOL Multiphy si Cs软件进行测试，结果显示，取工作频率为7ΤΗζ，通过分别调节第二二硫化钼条带上的偏置电压和第三二硫化钼条带上的偏置电压，得到第一信号输出端和第二信号输出端的太赫兹波传输率为1:1时，其表面电场强度分别如附图3所示;第一信号输出端和第二信号输出端的太赫兹波传输率为1:3时，其表面电场强度分别如附图4所不;太赫兹波全部从第二信号输出端输出时，其表面电场强度分别如附图5所不；太赫兹波全部从第一信号输出端输出时，其表面电场强度分别如附图6所示。功分器的隔离度高达39.86dB，实现了可调功分的效果。
【主权项】
1.一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于包括基底层(I)、二氧化硅层(2)、第一二硫化钼条带(3)、第二二硫化钼条带(4)、第三二硫化钼条带(5)、第四二硫化钼条带(6)、第五二硫化钼条带(7)、信号输入端(8)、第一信号输出端(9)、第二信号输出端(10);基底层(I)的上层为二氧化硅层(2)，二氧化硅层(2)的上层铺有第一二硫化钼条带(3)、第二二硫化钼条带(4)、第三二硫化钼条带(5)、第四二硫化钼条带(6)、第五二硫化钼条带(7)，第一二硫化钼条带(3)、第二二硫化钼条带(4)、第三二硫化钼条带(5)、第四二硫化钼条带(6)和第五二硫化钼条带(7)相互平行分布，且相邻两条平行条带的距离相等，第二二硫化钼条带(4)位于第一二硫化钼条带(3)和第四二硫化钼条带(6)之间，第三二硫化钼条带(5)位于第一二硫化钼条带(3)和第五二硫化钼条带(7)之间，第一二硫化钼条带(3)的左端与二氧化硅层(2)的左侧中部相连，第四二硫化钼条带(6)和第五二硫化钼条带(7)的右端均与二氧化硅层(2)的右侧相连，第二二硫化钼条带(4)的左端与二氧化硅层(2)左侧的距离和第三二硫化钼条带(5)的左端与二氧化硅层(2)左侧的距离相等，第一二硫化钼条带(3)的左端设有信号输入端(8)，第四二硫化钼条带(6)的右端设有第一信号输出端(9)，第五二硫化钼条带(7)的右端设有第二信号输出端(10);太赫兹信号从信号输入端(8)输入，从第一信号输出端(9)和第二信号输出端(1)输出。2.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的基底层(I)的材料为P型硅材料，长度为4.9?5.lwii，宽度为3.9?4.lwn，厚度为I?2μmD3.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的二氧化硅层(2)的长度为4.9?5.1μπι，宽度为3.9?4.1μπι，厚度为I?2μπι。4.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的第一二硫化钼条带(3)、第四二硫化钼条带(6)和第五二硫化钼条带(7)的尺寸相同，长度均为1.9?2.Ιμπι，宽度均为0.01?0.02μηι。5.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的第二二硫化钼条带(4)、第三二硫化钼条带(5)的尺寸相同，长度均为2.9?3.Ιμπι，宽度均为 0.01?0.02μηι。6.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的第一二硫化钼条带(3)、第二二硫化钼条带(4)、第三二硫化钼条带(5)、第四二硫化钼条带(6)、第五二硫化钼条带(7)之间相邻平行条带间的距离为0.1?0.2μπι。7.根据权利要求1所述的一种二硫化钼条带结构可调太赫兹波功分器，其特征在于所述的第二二硫化钼条带(4)和第三二硫化钼条带(5)的左端与二氧化硅层(2)的左侧的距离均为0.9?1.Ιμπι。
【文档编号】H01P5/12GK205691814SQ201620682542
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月22日 公开号201620682542.6, CN 201620682542, CN 205691814 U, CN 205691814U, CN-U-205691814, CN201620682542, CN201620682542.6, CN205691814 U, CN205691814U
【发明人】吴爽
【申请人】中国计量大学