光栅层I以及上金属光栅层2的表面发生出局域表面等离子体共振，激发出表面等离子波，电子在上传输单元以及下传输单元之间做周期性往复运动，形成能带间隙，由此形成带阻。
[0032]图3是本实施例的入射波的传输特性效果图。
[0033]由图3中可知，当入射的太赫兹波的频率为0.3至0.65THz范围内时，太赫兹波带阻滤波装置100对太赫兹波的透过率非常低，实现了带通滤波效果。而在其他频率范围内，透射率一直保持在80%以上，通过该装置的几率很大。按照透过率小于10%计算，带阻滤波的范围大致为0.308THz，能够满足绝大部分的应用需求。
[0034]本实施例中，太赫兹波带阻滤波装置100的材质为铝、铜、银、铁、镍、钛及各金属合金以及半导体材料中的任意一种，优选纯铜质地；曲面型上金属光栅层I和曲面型下金属光栅层2之间的间距w为320 μ??，单个上传输单元或下传输单元的长度d为320 μ m，其中，金属栅条和介质栅条的宽度相同，均为160μπι，曲面型介质栅条的深度h为120μπι，传输单元的周期数η为15。
[0035]本实施例中，介质栅条为曲面型凹槽，凹槽中的介质为空气、水、二氧化硅以及环氧树脂中的任意一种，可根据实际需要选择。
[0036]本实施例中，入射波的频率范围位于在0.1THz至3ΤΗζ之间；横磁模的磁场偏振方向与传输方向垂直，与介质栅条所在平面平行并与介质栅条的宽度方向一致。
[0037]本实施例中，曲面型上金属光栅层和曲面型下金属光栅层中凹槽的相对位置以及上下两金属光栅层之间的间距可以调节，可以使用机械方法调节相对间距，也可使用数控方法进彳丁调节以提尚性能。
[0038]图4是本实施例的太赫兹波带阻滤波装置100中不同深度的凹槽对太赫兹波色散特性的对比图。
[0039]如图4所示，曲面型凹槽的深度h对太赫兹波在带阻滤波装置中的传输特性有较大的影响，随着凹槽的深度h的不断增加，相同波矢处的频率开始不断的减小。而驻波(k--)对应的频率即为该器件带阻频段的开始频率，因此，为能够得到更小的带阻频段的开始频率，槽深h需要加工得更深。这是因为:随着槽深的变深，太赫兹波往返于界面和槽底部的时间会随之增加，随之单位时间内往返的次数变少，即电磁波的频率也相应地减少。
[0040]除上述所述的太赫兹波带阻滤波装置100结构尺寸外，在以下范围内也有可能实现太赫兹的宽频滤波:
[0041]金属块大小:不限；曲面型凹槽周期d:应与入射波长同一数量级；两金属块之间的间距w:不宜太小影响耦合效率，可以很大，甚至是无穷大，此时为单金属块结构；曲面型凹槽的槽宽a:不能超过d ;曲面型凹槽的槽深h:根据实际需要的频段确定；曲面型圆弧半径R:一般为6.5cm?15cm，但也能为无穷大。
[0042]实施例的作用与效果
[0043]本实施例提供了一种太赫兹波带阻滤波装置，呈曲面型周期凹槽结构，具有上金属光栅层，包括多个周期性交替排布上金属栅条和上介质栅条以及位于上金属光栅层下方，和上金属光栅层相对且结构相同的下金属光栅层。由于表面等离子模式的入射波在上金属栅条和下金属栅条之间往复运动，产生能带间隙，形成带阻，使得本实施例提供的太赫兹波带阻滤波装置，在低阶电磁波模式下，如0.3至0.65THz的太赫兹波频率范围内，能够形成高品质宽频段的滤波效果，此外，通过改变凹槽的深度，能够实现带阻频段开始频率的改变。
[0044]另外，由于上金属栅条和所述下金属栅条的表面为对称曲面，使得太赫兹带阻滤波的带宽较均为平面情况下的带宽增加30?50%。
[0045]本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所述的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
【主权项】
1.一种太赫兹波带阻滤波装置，用于过滤入射波中预定频率范围内的太赫兹波，其特征在于，包括: 上金属光栅层，包括多个周期性交替排布上金属栅条和上介质栅条；以及下金属光栅层，位于所述上金属光栅层下方，和所述上金属光栅层相对且结构相同，包括多个分别和所述上金属栅条以及所述上介质栅条相对的下金属栅条和下介质栅条， 其中，所述上金属栅条和所述下金属栅条的表面为对称曲面， 一个所述金属栅条和与之相邻的所述介质栅条组成所述光栅层的一个光栅周期，所述光栅周期和所述入射波的波长处于同一数量级，用于将所述入射波转化为表面等离子波，所述表面等离子波在所述上金属光栅层和所述下金属光栅层之间往复运动，产生能带间隙，形成带阻，实现一定频率范围内的所述太赫兹波的过滤。2.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述对称曲面呈双曲面型以及圆弧型曲面型中的任意一种。3.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述入射波以横磁模式入射。4.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述入射波的频率范围为0.1THz?3THz。5.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述太赫兹波带阻滤波装置能够过滤的所述太赫兹波的频率范围为0.3-0.65THzo6.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述金属栅条的材质为铝、铜、银、铁、镍以及钛金属中的任意一种。7.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述金属栅条的材质为铝合金、铜合金、银合金、铁合金、镍合金、钛合金以及半导体材料中的任意一种。8.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述介质栅条中的介质为空气、水、二氧化硅以及环氧树脂中的任意一种。9.根据权利要求1所述的太赫兹波带阻滤波装置，其特征在于: 其中，所述金属光栅层设置有十五个周期性交替排布的光栅周期。
【专利摘要】本实施例提供了一种太赫兹波带阻滤波装置，为一个曲面型周期凹槽结构，具有上金属光栅层，包括多个周期性交替排布上金属栅条和上介质栅条，用于将入射波转化为表面等离子波，以及位于上金属光栅层下方，和上金属光栅层相对且结构相同的下金属光栅层，包括多个分别和上金属栅条以及上介质栅条相对的下金属栅条和下介质栅条，其中，上金属光栅层和所述下金属光栅层是由曲面构成的，曲面可以是双曲面型和圆弧型。由于表面等离子模式的入射波在上金属栅条和下金属栅条之间往复运动，产生能带间隙，形成带阻，使得本发明提供的太赫兹波带阻滤波装置，在低阶电磁波模式下，能够形成高品质宽频段的滤波效果。
【IPC分类】H01P1/20
【公开号】CN104993194
【申请号】CN201510355648
【发明人】陈麟, 魏凌, 王奂思, 赵雪微, 朱亦鸣
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月24日