四通道太赫兹波功分器的制作方法

本发明涉及分束器，尤其涉及一种四通道太赫兹波功分器。

背景技术：

随着现代科学技术的迅猛发展、国际竞争的加剧以及社会信息化进程不断加快，各种各样的新技术、新思想大量涌现出来。从云计算到物联网，从激光到太赫兹技术的出现都提供了很大的机遇，同时也存在一定的挑战。太赫兹波通常是指频率在0.1～10THz(波长为0.03～3mm)的电磁波。它的长波段与毫米波(亚毫米波)相重合，其发展主要依靠电子学科学技术；而它的短波段与红外线相重合，其发展主要依靠光子学科学技术，可见太赫兹波是宏观电子学向微观光子学过渡的频段，在电磁波频谱中占有很特殊的位置。由于太赫兹所处的特殊电磁波谱的位置，它有很多优越的特性，有非常重要的学术和应用价值，使得太赫兹受到全世界各国政府的支持。

太赫兹波功分器是一种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。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、成本高等诸多缺点，所以研究结构简单、功分效率高、成本低的太赫兹波功分器意义重大。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术不足，提供一种结构简单、功分效率高的四通道太赫兹波功分器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种四通道太赫兹波功分器包括孔状镂空平板14、二维周期排列的空气孔光子晶体13、信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5、第一多模光子晶体波导6、第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8、第一单模光子晶体波导9、第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12；孔状镂空平板14中设有二维周期排列的空气孔光子晶体13，二维周期排列的空气孔光子晶体13之间设有信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5，先去除部分五行二维周期排列的空气孔光子晶体13后，孔状镂空平板14上分别形成第一多模光子晶体波导6、第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8，再去除部分一行或一列二维周期排列的空气孔光子晶体13后，孔状镂空平板14上分别形成第一单模光子晶体波导9、第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12，孔状镂空平板14上的信号输入端1输入的太赫兹波经第一多模光子晶体波导6分为2路，分别经过第一单模光子晶体波导9和第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12进入第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8，再经第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8分为4路，由此实现4个通道同时输出相等功率的太赫兹波。

所述的孔状镂空平板的材料为硅，折射率为3.6。所述的二维周期排列的空气孔光子晶体是沿平面呈正方形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为144～146μm，空气孔圆心之间的距离为292～294μm。所述的第一多模光子晶体波导是去除五行二十七列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。所述的第二多模光子晶体波导、第三多模光子晶体波导是去除五行十九列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。所述的第一单模光子晶体波导、第二单模光子晶体波导、第四单模光子晶体波导是去除部分一行二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。所述的第三单模光子晶体波导是去除部分一列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。

本发明的四通道太赫兹波功分器具有结构简单紧凑，功分效率高，尺寸小，体积小，便于制作等优点，满足在太赫兹波成像、医学诊断、太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明

图1是四通道太赫兹波功分器的三维结构示意图；

图2是四通道太赫兹波功分器的二维结构示意图；

图3是四通道太赫兹波功分器各个输出端输出功率曲线；

图4是四通道太赫兹波功分器在0.280THz时稳态电场分布图。

图5是四通道太赫兹波功分器在0.280THz时稳态电场分布图。

具体实施方式

如图1、2所示，一种四通道太赫兹波功分器包括孔状镂空平板14、二维周期排列的空气孔光子晶体13、信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5、第一多模光子晶体波导6、第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8、第一单模光子晶体波导9、第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12；孔状镂空平板14中设有二维周期排列的空气孔光子晶体13，二维周期排列的空气孔光子晶体13之间设有信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4、第四信号输出端5，先去除部分五行二维周期排列的空气孔光子晶体13后，孔状镂空平板14上分别形成第一多模光子晶体波导6、第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8，再去除部分一行或一列二维周期排列的空气孔光子晶体13后，孔状镂空平板14上分别形成第一单模光子晶体波导9、第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12，孔状镂空平板14上的信号输入端1输入的太赫兹波经第一多模光子晶体波导6分为2路，分别经过第一单模光子晶体波导9和第二单模光子晶体波导10、第三单模光子晶体波导11、第四单模光子晶体波导12进入第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8，再经第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8分为4路，由此实现4个通道同时输出相等功率的太赫兹波。

所述的孔状镂空平板14的材料为硅，折射率为3.6。所述的二维周期排列的空气孔光子晶体13是沿平面呈正方形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为144～146μm，空气孔圆心之间的距离为292～294μm。所述的第一多模光子晶体波导6是去除五行二十七列二维周期排列的空气孔光子晶体13后形成的。所述的第二多模光子晶体波导7、第三多模光子晶体波导8是去除五行十九列二维周期排列的空气孔光子晶体13后形成的。所述的第一单模光子晶体波导9、第二单模光子晶体波导10、第四单模光子晶体波导12是去除部分一行二维周期排列的空气孔光子晶体13后形成的。所述的第三单模光子晶体波导11是去除部分一列二维周期排列的空气孔光子晶体13后形成的。

实施例1

孔状镂空平板的材料为硅，折射率为3.6。二维周期排列的空气孔光子晶体是沿平面呈正方形周期性分布的空气孔光子晶体阵列，半径为144μm，空气孔圆心之间的距离为292μm。第一多模光子晶体波导是去除五行二十七列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。第二多模光子晶体波导、第三多模光子晶体波导是去除五行十九列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。第一单模光子晶体波导是去除一行十一列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。第二单模光子晶体波导是去除一行十列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。第三单模光子晶体波导是去除五行一列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。第四单模光子晶体波导是去除一行两列二维周期排列的空气孔光子晶体后形成的。四通道太赫兹波功分器的各个输出端输出功率曲线如图3所示，频率为0.280THz时输出功率为23.6％，功分器的总功率为94.4％。四通道太赫兹波功分器在0.280THz时的稳态电场分布图如图4、图5所示。