基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器的制作方法

本发明涉及太赫兹波滤波器，尤其涉及一种基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器。

背景技术：

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。

太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需控制太赫兹波系统中的太赫兹波的通断，因而太赫兹波开关在实际中有重要的应用。当前国内外研究的并提出过的太赫兹波开关结构主要基于光子晶体、超材料等结构，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波开关来支撑太赫兹波应用领域的发展。

技术实现要素：

本发明提供一种基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器，技术方案如下：

基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、Y形硫化钨薄膜、圆形硫化钨薄膜、矩形硫化钨薄膜、二氧化硅层、基底层；圆形硫化钨薄膜上等间隔设有32个圆形开槽，Y形硫化钨薄膜在与圆形硫化钨薄膜相切处设均设有3个圆形开槽；基底层的上层为二氧化硅层，二氧化硅层的上层铺有Y形硫化钨薄膜、圆形硫化钨薄膜、矩形硫化钨薄膜，Y形硫化钨薄膜与圆形硫化钨薄膜相切，圆形硫化钨薄膜的右侧与矩形硫化钨薄膜的左侧相连，Y形硫化钨薄膜的左端设有信号输入端，矩形硫化钨薄膜的右端设有信号输出端；太赫兹信号从信号输入端输入，特定频率的太赫兹波从信号输出端输出，通过调节施加在圆形硫化钨薄膜与基底层之间的偏置直流电压，调节基底层的有效介电常数，实现可调滤波功能。

所述的基底层的材料为P型硅材料，长度为16～18μm，宽度为8～10μm，厚度为2～4μm。所述的二氧化硅层的长度为16～18μm，宽度为8～10μm，厚度为2～4μm。所述的Y形硫化钨薄膜的宽度为0.5～1μm，整体长度(该单元整体在长度方向两侧边缘的间距，下同)为12～14μm，整体宽度(该单元整体在宽度方向两侧边缘的间距，下同)为7～9μm，Y形硫化钨薄膜上圆形开槽的半径为0.3～0.4μm。所述的圆形硫化钨薄膜的外圆半径为3.2～3.4μm，内圆半径为2.1～2.3μm，圆形硫化钨薄膜上圆形开槽的半径为0.3～0.4μm。所述的矩形硫化钨薄膜的长度为2～4μm，宽度为0.5～1μm。

本发明的基于二硫化钼硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器能够实现可调滤波功能，通过调节偏置电压，可以改变滤波器的输出频率，且对加工工艺和加工环境要求较低。

附图说明：

图1是基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器的三维结构示意图；

图2是基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器的俯视图；

图3是硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器信号输出端输出功率曲线。

具体实施方式

如图1～2所示，基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器包括基底层1、二氧化硅层2、左侧矩形硫化钨薄膜3、开口环形硫化钨薄膜4、右侧矩形硫化钨薄膜5、信号输入端6、信号输出端7；基底层1的上层为二氧化硅层2，二氧化硅层2的上层铺有左侧矩形硫化钨薄膜3、开口环形硫化钨薄膜4、右侧矩形硫化钨薄膜5，左侧矩形硫化钨薄膜3、开口环形硫化钨薄膜4、右侧矩形硫化钨薄膜5自左向右分布在二氧化硅层2上，左侧矩形硫化钨薄膜3的左端与二氧化硅层2的左侧相连，右侧矩形硫化钨薄膜5的右端与二氧化硅层2的右侧相连，左侧矩形硫化钨薄膜3的左端设有信号输入端6，右侧矩形硫化钨薄膜5的右端设有信号输出端7；太赫兹信号从信号输入端6输入，从信号输出端7输出，开口环形硫化钨薄膜4与基底1之间设有一个的偏置直流电压源，调节外加偏置直流电压源的电压会改变开口环形硫化钨薄膜4的有效介电常数，从而可以控制太赫兹波的传输的通断，实现开关效果。

所述的基底层7的材料为P型硅材料，长度为16～18μm，宽度为8～10μm，厚度为2～4μm。所述的二氧化硅层6的长度为16～18μm，宽度为8～10μm，厚度为2～4μm。所述的Y形硫化钨薄膜3的宽度为0.5～1μm，整体长度为12～14μm，整体宽度为7～9μm，Y形硫化钨薄膜3上圆形开槽的半径为0.3～0.4μm。所述的圆形硫化钨薄膜4的外圆半径为3.2～3.4μm，内圆半径为2.1～2.3μm，圆形硫化钨薄膜4上圆形开槽的半径为0.3～0.4μm。所述的矩形硫化钨薄膜5的长度为2～4μm，宽度为0.5～1μm。

实施例1

基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器：

如图1～2所示，基于硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、Y形硫化钨薄膜3、圆形硫化钨薄膜4、矩形硫化钨薄膜5、二氧化硅层6、基底层7；圆形硫化钨薄膜4上等间隔设有32个圆形开槽，Y形硫化钨薄膜3在与圆形硫化钨薄膜4相切处设均设有3个圆形开槽；基底层7的上层为二氧化硅层6，二氧化硅层6的上层铺有Y形硫化钨薄膜3、圆形硫化钨薄膜4、矩形硫化钨薄膜5，Y形硫化钨薄膜3与圆形硫化钨薄膜4相切，圆形硫化钨薄膜4的右侧与矩形硫化钨薄膜5的左侧相连，Y形硫化钨薄膜3的左端设有信号输入端1，矩形硫化钨薄膜5的右端设有信号输出端2；太赫兹信号从信号输入端1输入，特定频率的太赫兹波从信号输出端2输出。

基底层的材料为P型硅材料，长度为17μm，宽度为9μm，厚度为3μm。二氧化硅层的长度为17μm，宽度为9μm，厚度为3μm。Y形硫化钨薄膜的宽度为0.7μm，整体长度为13μm，整体宽度为8μm，Y形硫化钨薄膜上圆形开槽的半径为0.3μm。圆形硫化钨薄膜的外圆半径为3.2μm，内圆半径为2.2μm，圆形硫化钨薄膜上圆形开槽的半径为0.35μm。矩形硫化钨薄膜的长度为3μm，宽度为0.7μm。图3是硫化钨薄膜结构可调太赫兹波滤波器输出功率曲线，可以看到通过施加在圆形硫化钨薄膜4与基底层7之间的偏置直流电压，调节基底层7的有效介电常数，可以改变滤波器的输出频率。