专利名称：多条带状结构太赫兹波偏振分束器的制作方法
技术领域：
本发明涉及太赫兹波偏振分束器，尤其涉及一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器。
背景技术：
太赫兹(Terahertz, THz, ITHz=IO12Hz)波通常是指电磁波谱上位于微波和红外线之间，频率在O. Γ ΟΤΗζ范围内的电磁波。长期以来，由于缺乏有效的产生和检测THz波的手段，人们对该段电磁波的特性知之甚少，以至于该波段被称为电磁波谱上的太赫兹空隙(THz Gap)。20世纪90年代以后，随着飞秒超快激光技术的发展，为太赫兹脉冲的产生提 供了稳定、可靠的激发光源，使得太赫兹波段的理论研究和应用技术都取得了很大的进展。太赫兹波科学技术是一门综合性很强的前沿学科，它涉及电磁学、半导体物理学、化学、光电子学、通信理论、量子理论以及材料科学等许多个重要学科。微观上太赫兹波是具有量子特征的电磁波，而宏观上太赫兹波具有类似微波的穿透能力和类似光波的方向性。因此太赫兹波科学技术在微观和宏观领域都具有重要的学术研究价值和实际应用价值。太赫兹的重要性基于太赫兹波的许多独特性质，如瞬态性、宽带性、高信噪比、相干性、低能性、高穿透性等，由于以这些独特的性质，使得它在各种超快过程探测、材料表征、环境检测、物体成像、医疗诊断、宽带移动通信等物理学、材料学、生物学、医学、天文学和信息学领域具有广阔的应用前景。太赫兹波技术的应用离不开高性能的太赫兹波功能器件作保障。但现有的太赫兹波功能器件往往结构复杂、体积较大、不易于集成并且能量损耗高、价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹器件成为太赫兹波应用关键。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波功能器件，目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究，但相关的研究报道很少，因此有必要设计一种结构简单紧凑、易于集成、损耗低、分束率高的太赫兹波偏振分束器来满足未来太赫兹波技术应用的需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术结构复杂、实际制作困难、成本高、难以集成的不足，提供一种结构简单、损耗低的多条带状结构太赫兹波偏振分束器。为了达到上述目的，本发明的技术方案如下
多条带状结构太赫兹波偏振分束器包括太赫兹波输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、基体、L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导、包覆层；基体上设有L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导，基体和波导表面均被包覆层覆盖，L形波导与第一直波导之间等间距设有第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导，L形波导由横向直波导、四分之一圆弧波导、纵向直波导顺次连接而成；太赫兹波信号从太赫兹波输入端输入,TE波经第一直波导从第一信号输出端输出，TM波经L形波导从第二信号输出端输出，获得偏振分束的功能。所述的基体的材料为二氧化娃，长度为540 μ πΓ560 μ m,宽度为450 μ πΓ460 μ m,厚度为300 μ πΓ400 μ m。所述的波导的材料为娃，厚度均为30 μ πΓ40 μ m。所述的L形波导的宽度为30μπΓ40μπι ;横向直波导的长度为400μπΓ420μπι，四分之一圆弧波导的外半径为120μπΓ 40μπι，纵向直波导的长度为150μπΓ 60μπι。所述的第一直波导的长度为400 μ πΓ420 μ m，宽度为30 μ πΓ40 μ m。所述的第二直波导和第六直波导的尺寸相同，长度均为250 μ πΓ260 μ m,宽度均为20 μ πΓ25 μ m。所述的第三直波导和第五直波导的尺寸相同，长度均为170μπΓ 80μπι，宽度均为ΙΟμπΓ δμπι;所述的第四直波导的长度为90 μ πΓ ΟΟ μ m,宽度为5 μ πΓ Ο μ m。所述的L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导之间的距离相等，均为5 μ πΓ Ο μ m。所述的包覆层的材料为二氧化娃，厚度为2 μ πΓ5 μ m。本发明的多条带状结构太赫兹波偏振分束器具有结构简单紧凑、尺寸小、便于制 作、损耗低、分束率高、易于集成等优点。
图1是多条带状结构太赫兹波偏振分束器结构示意 图2是多条带状结构太赫兹波偏振分束器截面示意 图3是L形波导的组成结构示意 图4是第一信号输出端的TE波、TM波传输曲线；
图5是第二信号输出端的TM波、TE波传输曲线。
具体实施例方式如图f 3所示，多条带状结构太赫兹波偏振分束器包括太赫兹波输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、基体4、L形波导5、第一直波导6、第二直波导7、第三直波导8、第四直波导9、第五直波导10、第六直波导11、包覆层12 ;基体4上设有L形波导5、第一直波导6、第二直波导7、第三直波导8、第四直波导9、第五直波导10、第六直波导11，基体4和波导表面均被包覆层12覆盖，L形波导5与第一直波导6之间等间距设有第二直波导7、第三直波导8、第四直波导9、第五直波导10、第六直波导11，L形波导5由横向直波导
13、四分之一圆弧波导14、纵向直波导15顺次连接而成；太赫兹波信号从太赫兹波输入端I输入，TE波经第一直波导6从第一信号输出端2输出，TM波经L形波导5从第二信号输出端3输出，获得偏振分束的功能。所述的基体4的材料为二氧化硅，长度为540 μ πΓ560 μ m，宽度为450 μ πΓ460 μ m，厚度为300 μ πΓ400 μ m。所述的波导的材料为娃,厚度均为30 μ πΓ40 μ m。所述的L形波导5的宽度为30 μ πΓ40 μ m ;横向直波导13的长度为400 μ πΓ420 μ m,四分之一圆弧波导14的外半径为120 μ πΓ 40 μ m,纵向直波导15的长度为150 μ πΓ 60 μ m。所述的第一直波导6的长度为400 μ πΓ420 μ m,宽度为30 μ πΓ40 μ m。所述的第二直波导7和第六直波导11的尺寸相同，长度均为250 μ πΓ260 μ m,宽度均为20 μ πΓ25 μ m。所述的第三直波导8和第五直波导10的尺寸相同，长度均为170μπΓ 80μπι，宽度均为ΙΟμπΓ δμπι;所述的第四直波导9的长度为90 μ πΓ ΟΟ μ m,宽度为5 μ πΓ Ο μ m。所述的L形波导5、第一直波导6、第二直波导7、第三直波导8、第四直波导9、第五直波导10、第六直波导11之间的距离相等，均为5 μ m~10 μ m。所述的包覆层12的材料为二氧化娃,厚度为2 μ πΓ5 μ m。 实施例1
基体的材料为二氧化硅，长度为540 μ m,宽度为450 μ m,厚度为300 μ m。波导的材料为娃，厚度均为30 μ m。L形波导的宽度为40 μ m ;横向直波导的长度为400 μ m,四分之一圆弧波导的外半径为120 μ m，纵向直波导的长度为150 μ m。第一直波导的长度为400 μ m，宽度为40μπι。第二直波导和第六直波导的尺寸相同，长度均为260 μ m，宽度均为20 μ m。第三直波导和第五直波导的尺寸相同，长度均为180 μ m,宽度均为10 μ m ;第四直波导的长度为100 μ m,宽度为10 μ m。L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导之间的距离相等，均为10 μ m。所述的包覆层的材料为二氧化硅，厚度为5 μ mo太赫兹波从太赫兹波输入端输入，TE波直接经第一直波导从第一信号输出端输出；通过中间耦合区域的带状结构波导的耦合作用，TM波从第二信号输出端输出，获得偏振分束的功能。第一信号输出端的TE波、TM波传输曲线如图4所示，在O. 3(Γ0. 80ΤΗζ频段范围内，TE波最小传输率为O. 986，TM波最大传输率为O. 018，这说明TE波从第一信号输出端输出。第二信号输出端的TM波、TE波传输曲线如图5所示，在O. 3(Γ0. 80ΤΗζ频段范围内，TM最小传输率为O. 985，TE波最大传输率为O. 020，这说明TM波从第二信号输出端输出。
权利要求
1.一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于包括太赫兹波输入端(I)、第一信号输出端(2)、第二信号输出端(3)、基体(4)、L形波导(5)、第一直波导(6)、第二直波导(7)、第三直波导(8)、第四直波导(9)、第五直波导(10)、第六直波导(11)、包覆层(12); 基体(4)上设有L形波导(5)、第一直波导(6)、第二直波导(7)、第三直波导(8)、第四直波导(9)、第五直波导(10)、第六直波导(11),基体(4)和波导表面均被包覆层(12)覆盖,L形波导(5)与第一直波导(6)之间等间距设有第二直波导(7)、第三直波导(8)、第四直波导 (9)、第五直波导(10)、第六直波导(11), L形波导(5)由横向直波导(13)、四分之一圆弧波导(14)、纵向直波导(15)顺次连接而成；太赫兹波信号从太赫兹波输入端(I)输入，TE波经第一直波导(6)从第一信号输出端(2)输出，TM波经L形波导(5)从第二信号输出端(3) 输出，获得偏振分束的功能。
2.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的基体(4)的材料为二氧化硅，长度为540μπΓ560μπι，宽度为450 μ πΓ460 μ m，厚度为 300 μ m 400 μ m。
3.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的波导的材料为娃，厚度均为30μπΓ40μηι。
4.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的 L形波导(5)的宽度为30μπΓ40μπι;横向直波导(13)的长度为400 μ πΓ420 μ m，四分之一圆弧波导(14)的外半径为120 μ m 140 μ m,纵向直波导(15)的长度为150 μ m 160 μ m。
5.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的第一直波导(6)的长度为400 μ πΓ420 μ m,宽度为30 μ πΓ40 μ m。
6.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的第二直波导(7)和第六直波导(11)的尺寸相同，长度均为250μπΓ260μπι，宽度均为 20 μ m 25 μ m。
7.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的第三直波导(8)和第五直波导(10)的尺寸相同，长度均为170μ πΓ 80 μ m,宽度均为 10 μ πΓ 5 μ m ;所述的第四直波导(9)的长度为90 μ πΓ ΟΟ μ m,宽度为5 μ πΓ Ο μ m。
8.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的 L形波导(5)、第一直波导(6)、第二直波导(7)、第三直波导(8)、第四直波导(9)、第五直波导(10)、第六直波导(11)之间的距离相等，均为5μπΓ 0μπι。
9.根据权利要求1所述的一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的包覆层(12)的材料为二氧化硅，厚度为2 μ πΓ5 μ m。
全文摘要
本发明公开了一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器。它包括太赫兹波输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、基体、L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导、包覆层；基体上设有L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导，基体和波导表面均被包覆层覆盖，L形波导与第一直波导之间等间距设有第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导；太赫兹波信号从太赫兹波输入端输入，TE波从第一信号输出端输出，TM波从第二信号输出端输出，获得偏振分束的功能。本发明具有结构简单紧凑、尺寸小、便于制作、损耗低、分束率高、易于集成等优点。
文档编号G02B6/126GK103018831SQ20121056494
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者李九生 申请人:中国计量学院