可调多通道太赫兹波功分器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分束器，尤其涉及一种可调多通道太赫兹波功分器。
【背景技术】
[0002]太赫兹辐射是对一个特定波段的电磁辐射的统称，它在电磁波谱中位于微波和红外辐射之间，太赫兹辐射的命名来源于它的振荡频率在ITHz左右，在电子学领域里，这一频段的电磁波又被称作毫米波和亚毫米波；而在光谱学领域，它也被称为远红外射线。在20世纪80年代中期以前，由于缺乏高能量、高效率、室温下稳定运转的太赫兹辐射源以及有效的太赫兹波探测技术，太赫兹技术及应用研究进展非常缓慢，相关的文献报道也屈指可数，太赫兹波段成为宽广的电磁波谱中唯一一块尚未充分开发利用的波段，被科学界称为电磁波谱最后的“太赫兹空隙"。随着太赫兹辐射源和探测技术的突破，太赫兹独特的优越特性被发现并在材料科学、气体探测、生物和医学检测、通信等方面展示出巨大的应用前景。
[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、功分效率高的可调多通道太赫兹波功分器。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种可调多通道太赫兹波功分器包括二维周期排列的介质柱光子晶体及位于介质柱光子晶体之间的信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端、第五信号输出端、第六信号输出端、镥铋石榴石介质柱、第一光子晶体介质柱、第二光子晶体介质柱、第一光子晶体介质柱阵列、第二光子晶体介质柱阵列、第三光子晶体介质柱阵列、第四光子晶体介质柱阵列、第五光子晶体介质柱阵列、第六光子晶体介质柱阵列、第七光子晶体介质柱阵列、第一单模波导、第二单模波导、第三单模波导、第四单模波导、第八光子晶体介质柱阵列、第九光子晶体介质柱阵列、L形光子晶体介质柱阵列、反向L形光子晶体介质柱阵列、第十光子晶体介质柱阵列、第^ 光子晶体介质柱阵列；太赫兹波功分器本体下部从左到右顺次设有第四光子晶体介质柱阵列、第十光子晶体介质柱阵列、第四单模波导、第^ 光子晶体介质柱阵列、第七光子晶体介质柱阵列，太赫兹波功分器本体上部从左到右顺次设有第五光子晶体介质柱阵列、L形光子晶体介质柱阵列、第三单模波导、反向L形光子晶体介质柱阵列、第六光子晶体介质柱阵列，L形光子晶体介质柱阵列右上端设有第八光子晶体介质柱阵列，反向L形光子晶体介质柱阵列左上端设有第九光子晶体介质柱阵列，第三单模波导上端设有第三光子晶体介质柱阵列，第一单模波导左端设有第一光子晶体介质柱阵列，第二单模波导右端设有第二光子晶体介质柱阵列，第四单模波导下端设有信号输入端，第四光子晶体介质柱阵列下端设有第一信号输出端，第七光子晶体介质柱阵列下端设有第二信号输出端，第五光子晶体介质柱阵列上端设有第三信号输出端，第六光子晶体介质柱阵列上端设有第四信号输出端，第八光子晶体介质柱阵列左端设有第五信号输出端，第九光子晶体介质柱阵列右端设有第六信号输出端，第三单模波导下端设有镥铋石榴石介质柱，第一单模波导右端设有第一光子晶体介质柱，第二单模波导左端设有第二光子晶体介质柱，第一单模波导、第二单模波导、第三单模波导和第四单模波导分别由L形光子晶体介质柱阵列和第十光子晶体介质柱阵列、反向L形光子晶体介质柱阵列和第^ 光子晶体介质柱阵列、L形光子晶体介质柱阵列和反向L形光子晶体介质柱阵列、第十光子晶体介质柱阵列和第十一光子晶体介质柱阵列之间的缝隙构成，当不对镥铋石植石介质柱施加外加磁场时，从信号输入端输入的太赫兹波无法通过镥祕石植石介质柱传输到第三单模波导，因此输入的太赫兹波从功分器的第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端等量输出，实现四通道输出，当对镥铋石榴石介质柱施加外加磁场时，改变镥铋石榴石介质柱的折射率，使得从信号输入端输入的太赫兹波可以通过镥铋石榴石介质柱传输到第三单模波导，从而实现太赫兹波功分器同时从六个输出端等量输出，最终实现输出性能的可调功能。
[0006]所述的介质柱光子晶体的材料为硅，折射率为3.4，半径为40~42 μ m。所述的镥铋石榴石介质柱半径为26~28 μ m，其折射率会随外加磁场强度的改变而变化，当无外加磁场时，其折射率为2.2，当外加磁场强度为19.13T时，其折射率将提升至3.4。所述的第一光子晶体介质柱、第二光子晶体介质柱形状结构相同，半径均为14~15μηι。所述的第一光子晶体介质柱阵列、第二光子晶体介质柱阵列、第三光子晶体介质柱阵列形状结构相同，均由十九个介质柱光子晶体及一个小光子晶体沿χ-ζ平面呈正方周期性分布组成，小光子晶体介质柱半径均14~15 μπι，介质柱圆心之间的距离为200~202 μπι。所述的第四光子晶体介质柱阵列、第七光子晶体介质柱阵列形状结构相同，均由十个尺寸相同的光子晶体介质柱纵向排列组成，每个光子晶体介质柱的半径均为18-20 μ m，介质柱圆心之间的距离为200-202 μπι。所述的第五光子晶体介质柱阵列、第六光子晶体介质柱阵列形状结构相同，均由十三个尺寸相同的光子晶体介质柱纵向排列组成，每个光子晶体介质柱的半径均为18~20 μπι，介质柱圆心之间的距离为200~202 μπι。所述的第八光子晶体介质柱阵列、第九光子晶体介质柱阵列形状结构相同，均由八个尺寸相同的光子晶体介质柱横向排列组成，每个光子晶体介质柱的半径均为18~20 μπι，介质柱圆心之间的距离为200~202 μπι。所述的L形光子晶体介质柱阵列、反向L形光子晶体介质柱阵列、第十光子晶体介质柱阵列和第十一光子晶体介质柱阵列均由介质柱光子晶体沿X-Z平面呈正方周期性排列组成，介质柱圆心之间的距离为200~202 μπι。
[0007]本发明的可调多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，可调等优点，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】
[0008]图1是可调多通道太赫兹波功分器的二维结构示意图； 图2是可调多通道太赫兹波功分器在0.599THz时，未对镥祕石植石介质柱施加外加磁场时的功分器稳态电场分布图；
图3是可调多通道太赫兹波功分器在0.599THz时，对镥铋石榴石介质柱施加磁场强度为19.13T的外加磁场时的功分器稳态电场分布图；
图4是未对镥铋石榴石介质柱施加外加磁场时可调多通道太赫兹波功分器各个输出端输出功率曲线；
图5是对镥铋石榴石介质柱施加外加磁场时可调多通道太赫兹波功分器第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端输出功率曲线。
【具体实施方式】
[0009]如图1所示，一种可调多通道太赫兹波功分器包括二维周期排列的介质柱光子晶体11及位于介质柱光子晶体11之间