多频点太赫兹波分路器的制作方法

本发明涉及太赫兹波分路器，尤其涉及一种多频点太赫兹波分路器。

背景技术：

近年来，在电磁波谱上介于发展已相当成熟的毫米波和红外光之间的太赫兹波无疑是一个崭新的研究领域。太赫兹波频率0.1～10THz，波长为30μm～3mm。长期以来，由于缺乏有效的太赫兹波产生和检测方法，与传统的微波技术和光学技术相比较，人们对该波段电磁辐射性质的了解甚少，以至于该波段成为了电磁波谱中的太赫兹空隙。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。可以说太赫兹技术科学不仅是科学技术发展中的重要基础问题，又是新一代信息产业以及基础科学发展的重大需求。

太赫兹波解复用器是一类重要的太赫兹波功能器件，近年来太赫兹波分路器已成为国内外研究的热点和难点。然而现有的太赫兹波解复用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、分路效率高、成本低、尺寸小，具有可调性能的太赫兹波分路器意义重大。。

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、响应快的多频点太赫兹波分路器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

多频点太赫兹波分路器，包括设置于基底上方的呈正方形周期排列的介质柱及位于介质柱之间的信号输入端、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、第一折线波导、第二折线波导、第一倒U形波导、第二倒U形波导、第一耦合区域、第二耦合区域、第三耦合区域；在去除部分介质柱后，形成了第一折线波导、第二折线波导、第一倒U形波导、第二倒U形波导，第一耦合区域由一排第一介质柱组成，第二耦合区域由一排第二介质柱组成，第三耦合区域由一排第三介质柱组成，第一折线波导、第一耦合区域、第一倒U形波导、第二耦合区域、第二倒U形波导、第三耦合区域、第二折线波导自左到右顺次排列，第一倒U形波导的右下端设有信号输入端，第一折线波导的下端设有第一信号输出端，第一倒U形波导的左下端设有第二信号输出端，第二倒U形波导的右下端设有第三信号输出端，第二折线波导的下端设有第四信号输出端；太赫兹波从信号输入端输入，四种不同频率的太赫兹波分别从第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、第四信号输出端分离输出。

上述技术方案可以采用如下优选方式：

所述的二维周期排列的介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第一介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻第一介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第二介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为29～31μm，相邻第二介质柱之间圆心的距离199～201μm。所述的第三介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为35～37μm，相邻第三介质柱之间圆心的距离199～201μm。

本发明的多频点太赫兹波分路器具有结构简单紧凑，响应时间快，便于制作等优点，满足在太赫兹波通信和网络系统等领域应用的要求。

附图说明

图1是多频点太赫兹波分路器的二维结构示意图；

图2是输入频率为0.5677THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；

图3是输入频率为0.5192THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；

图4是输入频率为0.54THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；

图5是输入频率为0.6THz时多频点太赫兹波分路器能量分布图；

图6是个输出端输出功率曲线。

具体实施方式

如图1所示，一种多频点太赫兹波分路器，包括设置于基底上方的呈正方形周期排列的介质柱13及位于介质柱13之间的信号输入端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、第一折线波导6、第二折线波导7、第一倒U形波导8、第二倒U形波导9、第一耦合区域10、第二耦合区域11、第三耦合区域12；在去除部分介质柱13后，形成了第一折线波导6、第二折线波导7、第一倒U形波导8、第二倒U形波导9，第一耦合区域10由一排第一介质柱14组成，第二耦合区域11由一排第二介质柱15组成，第三耦合区域12由一排第三介质柱16组成，第一折线波导6、第一耦合区域10、第一倒U形波导8、第二耦合区域11、第二倒U形波导9、第三耦合区域12、第二折线波导7自左到右顺次排列，第一倒U形波导8的右下端设有信号输入端1，第一折线波导6的下端设有第一信号输出端2，第一倒U形波导8的左下端设有第二信号输出端3，第二倒U形波导9的右下端设有第三信号输出端4，第二折线波导7的下端设有第四信号输出端5；太赫兹波从信号输入端1输入，四种不同频率的太赫兹波分别从第一信号输出端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分离输出。

所述的二维周期排列的介质柱13的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻介质柱13之间圆心的距离199～201μm。所述的第一介质柱14的材料为硅，折射率为3.4，半径为39～41μm，相邻第一介质柱14之间圆心的距离199～201μm。所述的第二介质柱15的材料为硅，折射率为3.4，半径为29～31μm，相邻第二介质柱15之间圆心的距离199～201μm。所述的第三介质柱16的材料为硅，折射率为3.4，半径为35～37μm，相邻第三介质柱16之间圆心的距离199～201μm。

实施例1

本实施例中，多频点太赫兹波分路器的结构亦如前所述(图1)，具体结构在此不再赘叙。多频点太赫兹波分路器的结构参数具体为：二维周期排列的介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为40μm，相邻介质柱之间圆心的距离200μm。第一介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为40μm，相邻第一介质柱之间圆心的距离200μm。第二介质柱的材料为硅，折射率为3.4，半径为30μm，相邻第二介质柱之间圆心的距离200μm。第三介质柱16的材料为硅，折射率为3.4，半径为36μm，相邻第三介质柱之间圆心的距离200μm。输入太赫兹波频率为0.5677THz时稳态电场分布图如图2所示，可以看到太赫兹波从第一信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.5192THz时稳态电场分布图如图3所示，可以看到太赫兹波从第二信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.54THz时稳态电场分布图如图4所示，可以看到太赫兹波从第三信号输出端输出；输入太赫兹波频率为0.6THz时稳态电场分布图如图5所示，可以看到太赫兹波从第四信号输出端输出。图6为各信号输出端的输出功率曲线，可以看出，所提出的多频点太赫兹波分路器实现了解复用功能。