本发明涉及功分器，尤其涉及一种变输出端口的可控太赫兹波功分器。
背景技术：
太赫兹辐射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0.1~10thz左右，在电子学领域里，这一频段的电磁波与毫米波和亚毫米波相重合；而在光谱学领域，它的频段与远红外射线相重合。长期以来，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，与发展已相当成熟的微波技术和光学技术相比，太赫兹技术及相关应用研究进展非常缓慢，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，因而被科学界称为电磁波谱最后的“太赫兹空隙"。近年来随着太赫兹辐射源和探测技术的突破，太赫兹波独有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，太赫兹波功能器件的需求日益迫切。
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、输出效率低、成本高等诸多缺点，所以研究结构简单、输出效率高、成本低、尺寸小，具有可控性能的太赫兹波功分器意义重大。
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、可控的变输出端口的可控太赫兹波功分器。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种变输出端口的可控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第一控制信号输入端、第二控制信号输入端、第一信号输入端、第二信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第一光子晶体谐振环、第二光子晶体谐振环、第三光子晶体谐振环、第四光子晶体谐振环、第一耦合光子晶体介质柱阵列、第二耦合光子晶体介质柱阵列、第三耦合光子晶体介质柱阵列、第四耦合光子晶体介质柱阵列、第五耦合光子晶体介质柱阵列、第六耦合光子晶体介质柱阵列、第七耦合光子晶体介质柱阵列、第八耦合光子晶体介质柱阵列；变输出端口的可控太赫兹波功分器左端设有第一控制信号输入端，变输出端口的可控太赫兹波功分器右端设有第二信号输出端，变输出端口的可控太赫兹波功分器上端从左到右顺次设有第一信号输入端、第一信号输出端、第二控制信号输入端、第二信号输入端，第一控制信号输入端通过分支波导分别与第一信号输出端、第三光子晶体谐振环相连接，第二控制信号输入端通过分支波导分别与第二信号输出端、第二光子晶体谐振环相连接，第一信号输入端通过单模波导和第一光子晶体谐振环相连接，第二信号输入端通过单模波导和第四光子晶体谐振环相连接，第一光子晶体谐振环上方设有第一耦合光子晶体介质柱阵列，第一光子晶体谐振环下方设有第二耦合光子晶体介质柱阵列，第二光子晶体谐振环上方设有第三耦合光子晶体介质柱阵列，第二光子晶体谐振环右方设有第四耦合光子晶体介质柱阵列，第三光子晶体谐振环上方设有第五耦合光子晶体介质柱阵列，第三光子晶体谐振环右方设有第六耦合光子晶体介质柱阵列，第四光子晶体谐振环上方设有第七耦合光子晶体介质柱阵列，第四光子晶体谐振环下方设有第八耦合光子晶体介质柱阵列，变输出端口的可控太赫兹波功分器第一控制信号输入端、第二控制信号输入端持续输入控制信号，当仅从第一信号输入端输入太赫兹波时，第二控制信号输入端输入的控制信号从第二信号输出端输出，当仅从第二信号输入端输入太赫兹波时，第一控制信号输入端输入的控制信号从第一信号输出端输出，当第一信号输入端、第二信号输入端均输入太赫兹波时，第一信号输出端、第二信号输出端无太赫兹波输出，从而实现变输出端口的可控太赫兹波功分器功能。
所述的介质柱光子晶体沿x-z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体半径为40~42μm，介质柱圆心之间的距离为200~202μm。所述的第一光子晶体谐振环、第二光子晶体谐振环、第三光子晶体谐振环、第四光子晶体谐振环形状结构相同，均由中心介质柱光子晶体和环绕四周的十二个小介质柱光子晶体组成，中心介质柱光子晶体半径为180~182μm，小介质柱光子晶体半径为26~28μm。所述的第一耦合光子晶体介质柱阵列、第二耦合光子晶体介质柱阵列、第三耦合光子晶体介质柱阵列、第四耦合光子晶体介质柱阵列、第五耦合光子晶体介质柱阵列、第六耦合光子晶体介质柱阵列、第七耦合光子晶体介质柱阵列、第八耦合光子晶体介质柱阵列均由三个小介质柱光子晶体沿x-z平面呈正方周期性分布组成，小介质柱光子晶体半径为26~28μm，介质柱圆心之间的距离为200~202μm。
本发明的变输出端口的可控太赫兹波功分器具有结构简单紧凑，尺寸小，便于制作，可控等优点，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
图1是变输出端口的可控太赫兹波功分器的二维结构示意图；
图2是变输出端口的可控太赫兹波功分器仅从第一信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第二控制信号输入端输入的频率为0.52thz的控制信号从第二信号输出端输出的稳态电场分布；
图3是变输出端口的可控太赫兹波功分器仅从第二信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第一控制信号输入端输入的频率为0.52thz的控制信号从第一信号输出端输出的稳态电场分布；
图4是变输出端口的可控太赫兹波功分器同时从第一信号输入端和第二信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第一信号输出端、第二信号输出端无太赫兹波输出的稳态电场分布。
具体实施方式
如图1所示，一种变输出端口的可控太赫兹波功分器包括二维周期排列的介质柱光子晶体21及位于介质柱光子晶体21之间的第一控制信号输入端1、第二控制信号输入端2、第一信号输入端3、第二信号输入端4、第一信号输出端5、第二信号输出端6、第一光子晶体谐振环7、第二光子晶体谐振环8、第三光子晶体谐振环9、第四光子晶体谐振环10、第一耦合光子晶体介质柱阵列11、第二耦合光子晶体介质柱阵列12、第三耦合光子晶体介质柱阵列13、第四耦合光子晶体介质柱阵列14、第五耦合光子晶体介质柱阵列15、第六耦合光子晶体介质柱阵列16、第七耦合光子晶体介质柱阵列17、第八耦合光子晶体介质柱阵列18；变输出端口的可控太赫兹波功分器左端设有第一控制信号输入端1，变输出端口的可控太赫兹波功分器右端设有第二信号输出端6，变输出端口的可控太赫兹波功分器上端从左到右顺次设有第一信号输入端3、第一信号输出端5、第二控制信号输入端2、第二信号输入端4，第一控制信号输入端1通过分支波导分别与第一信号输出端5、第三光子晶体谐振环9相连接，第二控制信号输入端2通过分支波导分别与第二信号输出端6、第二光子晶体谐振环8相连接，第一信号输入端3通过单模波导和第一光子晶体谐振环7相连接，第二信号输入端4通过单模波导和第四光子晶体谐振环10相连接，第一光子晶体谐振环7上方设有第一耦合光子晶体介质柱阵列11，第一光子晶体谐振环7下方设有第二耦合光子晶体介质柱阵列12，第二光子晶体谐振环8上方设有第三耦合光子晶体介质柱阵列13，第二光子晶体谐振环8右方设有第四耦合光子晶体介质柱阵列14，第三光子晶体谐振环9上方设有第五耦合光子晶体介质柱阵列15，第三光子晶体谐振环9右方设有第六耦合光子晶体介质柱阵列16，第四光子晶体谐振环10上方设有第七耦合光子晶体介质柱阵列17，第四光子晶体谐振环10下方设有第八耦合光子晶体介质柱阵列18，变输出端口的可控太赫兹波功分器第一控制信号输入端1、第二控制信号输入端2持续输入控制信号，当仅从第一信号输入端3输入太赫兹波时，第二控制信号输入端2输入的控制信号从第二信号输出端6输出，当仅从第二信号输入端4输入太赫兹波时，第一控制信号输入端1输入的控制信号从第一信号输出端5输出，当第一信号输入端3、第二信号输入端4均输入太赫兹波时，第一信号输出端5、第二信号输出端6无太赫兹波输出，从而实现变输出端口的可控太赫兹波功分器功能。
所述的介质柱光子晶体21沿x-z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体21半径为40~42μm，介质柱圆心之间的距离为200~202μm。所述的第一光子晶体谐振环7、第二光子晶体谐振环8、第三光子晶体谐振环9、第四光子晶体谐振环10形状结构相同，均由中心介质柱光子晶体19和环绕四周的十二个小介质柱光子晶体20组成，中心介质柱光子晶体19半径为180~182μm，小介质柱光子晶体20半径为26~28μm。所述的第一耦合光子晶体介质柱阵列11、第二耦合光子晶体介质柱阵列12、第三耦合光子晶体介质柱阵列13、第四耦合光子晶体介质柱阵列14、第五耦合光子晶体介质柱阵列15、第六耦合光子晶体介质柱阵列16、第七耦合光子晶体介质柱阵列17、第八耦合光子晶体介质柱阵列18均由三个小介质柱光子晶体20沿x-z平面呈正方周期性分布组成，小介质柱光子晶体20半径为26~28μm，介质柱圆心之间的距离为200~202μm。
实施例1
介质柱光子晶体沿x-z平面呈正方周期性分布的光子晶体阵列，材料为硅，折射率为3.42，介质柱光子晶体半径为40μm，介质柱圆心之间的距离为200μm。第一光子晶体谐振环、第二光子晶体谐振环、第三光子晶体谐振环、第四光子晶体谐振环形状结构相同，均由中心介质柱光子晶体和环绕四周的十二个小介质柱光子晶体组成，中心介质柱光子晶体半径为180μm，小介质柱光子晶体半径为26μm。第一耦合光子晶体介质柱阵列、第二耦合光子晶体介质柱阵列、第三耦合光子晶体介质柱阵列、第四耦合光子晶体介质柱阵列、第五耦合光子晶体介质柱阵列、第六耦合光子晶体介质柱阵列、第七耦合光子晶体介质柱阵列、第八耦合光子晶体介质柱阵列均由三个小介质柱光子晶体沿x-z平面呈正方周期性分布组成，小介质柱光子晶体半径为26μm，介质柱圆心之间的距离为200μm。变输出端口的可控太赫兹波功分器第一控制信号输入端、第二控制信号输入端持续输入频率为0.52thz的控制信号，第一信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第二控制信号输入端输入的控制信号从第二信号输出端输出的稳态电场分布如图2所示。变输出端口的可控太赫兹波功分器第二信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第一控制信号输入端输入的控制信号从第一信号输出端输出的稳态电场分布如图3所示。变输出端口的可控太赫兹波功分器同时从第一信号输入端、第二信号输入端输入频率为0.52thz的太赫兹波信号，第一信号输出端、第二信号输出端无太赫兹波输出的稳态电场分布如图4所示。