专利名称：磁调太赫兹波滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种磁调太赫兹波滤波器。
背景技术：
太赫兹波是指频率在O.1 ΙΟΤΗζ，波长为3000 30 μ m范围内的电磁波。它介于微波和可见光之间，是宏观电磁理论向微观量子理论过渡的区域，也是电子学向光子学的过渡区域。由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置，科学研究和技术应用上的空白点很多，因此太赫兹波段也被称为“太赫兹空隙”(Terahertz Gap)。太赫兹波具有优越的性能,在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景，受到世界各国的关注。目前国际上已经成功研制太赫兹波源和检测装置。研究发现太赫兹波作为一种高频电磁波比X射线更安全，应用于·医学诊断、安全检查、生物医学、农业、空间天文学、无损检测以及太赫兹通信等许多领域。由于太赫兹波的广泛应用前景，世界各国对于太赫兹波科学技术的研究都极为重视。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究，在国内也掀起了太赫兹研究的浪潮。太赫兹滤波器是一种非常重要的太赫兹波功能器件，在无线通信、探测和传感等方面有着巨大的应用潜力。随着太赫兹滤波器的研究不断深入，近些年来陆续提出滤波器的具体实现结构，极大地促进了应用于太赫兹频域的滤波器的研究。但是现有的太赫兹滤波器结构复杂、需要改变几何形状或结构尺寸才能制作具有不同滤波性能的滤波器。因此迫切需要研究出尺寸小、结构简单紧凑、体积小、调节方便的太赫兹滤波器来满足太赫兹实际应用的需要。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁调太赫兹波滤波器。磁调太赫兹波滤波器包括太赫兹波输入端、NXN个滤波结构单元、太赫兹波输出端，磁场输入端，N为自然数；NXN个滤波结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元包括单开口方形金属结构层、钇铁石榴石薄膜层、基体，钇铁石榴石薄膜层一侧设有单开口方形金属结构层，钇铁石榴石薄膜层的另一侧与基体相连，单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端输入，经过NXN个滤波结构单元，最后到达太赫兹波输出端。所述的周期排列的NXN个滤波结构单元的正视图为正方形，正方形边长为49 μ m 51 μ m。所述的单开口方形金属结构层的材料为金,厚度为O. 2 μ m "O. 5 μ m。所述的乾铁石榴石薄膜层的厚度为5 μ mμ m。所述的基体的材料为钆镓石榴石，厚度为20 μ m ^25 μ m0所述的方形金属框的边长为35 μ m 37 μ m,T型金属件的长为8 μ m 10 μ m,两个T型金属件之间的距离为2μηι 3μηι,金属线宽为4μηι 6 μ m。本实用新型具有尺寸小、结构简单紧凑、体积小、重量轻、节约材料、调节方便等优点。
图1是磁调太赫兹波滤波器的滤波结构单元示意图；图2是磁调太赫兹波滤波器的单开口方形金属结构层示意图；图3是磁调太赫兹波滤波器的正视图；图4是磁调太赫兹波滤波器的性能曲线。
具体实施方式
如图f 3所示，磁调太赫兹波滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端1、NXN个滤波结构单元2、太赫兹波输出端3，磁场输入端8，N为自然数；NXN个滤波结构单元2周·期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元2包括单开口方形金属结构层
4、钇铁石榴石薄膜层5、基体6，钇铁石榴石薄膜层5 —侧设有单开口方形金属结构层4，钇铁石榴石薄膜层5的另一侧与基体6相连，单开口方形金属结构层4包括一个方形金属框和两个T型金属件7，两个T型金属件7两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端I输入,经过NXN个滤波结构单元2，最后到达太赫兹波输出端3。所述的周期排列的NXN个滤波结构单元2的正视图为正方形，正方形边长为49 μ m ^51 μ m0所述的单开口方形金属结构层4的材料为金,厚度为O. 2 μ m "O. 5 μ m。所述的钇铁石榴石薄膜层5的厚度为5 μ m I μ m。所述的基体6的材料为钆镓石榴石，厚度为20μηι 25 μ m。所述的方形金属框的边长为35 μ m 37 μ m, T型金属件7的长为8 μ m 10 μ m,两个T型金属件7之间的距离为2 μ m 3 μ m,金属线宽为4 μ m 6 μ m。实施例1磁调太赫兹波滤波器选择结构单元个数N=100。周期排列的NXN个滤波结构单元的正视图为正方形，正方形边长为50 μ m。单开口方形金属结构层的材料为金,厚度为O. 2 μ m。乾铁石槽石薄膜层的厚度为5μηι。基体的材料为礼镓石槽石,厚度为20 μ m。单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，方形金属框的边长为36 μ m，T型金属件的长为8 μ m，两个T型金属件之间的距离为2 μ m，金属线宽为4 μ m。磁调太赫兹波滤波器的性能曲线如图4所示，当无外加磁场，即外加磁场强度为OOe时，在O. 728 O. 767THz范围内出现一个阻带；当有外加磁场，即外加磁场强度为272k0e时，在O. 74Γ0. 749THz范围内出现一个通带，通带的中心频率为O. 745THZ，最大透射率为-2. 9dB。这说明有外加磁场时，在阻带范围内实现了一个通带，实现了滤波的功能。
权利要求1.一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端(I)、NXN个滤波结构单元(2)、太赫兹波输出端(3)，磁场输入端(8)，N为自然数；NXN个滤波结构单元(2)周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元(2)包括单开口方形金属结构层(4)、钇铁石榴石薄膜层(5)、基体(6)，钇铁石榴石薄膜层(5)—侧设有单开口方形金属结构层(4)，钇铁石榴石薄膜层(5)的另一侧与基体(6)相连，单开口方形金属结构层(4)包括一个方形金属框和两个T型金属件(7)，两个T型金属件(7)两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端(I)输入，经过NXN个滤波结构单元(2),最后到达太赫兹波输出端(3)。
2.根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的周期排列的NXN个滤波结构单元(2)的正视图为正方形，正方形边长为49 μ m 51μπι。
3.根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的单开口方形金属结构层(4)的材料为金,厚度为O. 2 μ m "O. 5 μ m。
4.根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的钇铁石榴石薄膜层(5)的厚度为5 μ mμ m。
5.根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体(6)的材料为钆镓石榴石，厚度为20 μ m 25 μ m。
6.根据权利要求1所述的一种磁调太赫兹波滤波器，其特征在于所述的方形金属框的边长为35 μ m 37μ ，T型金属件(7)的长为8 μ m 10 μ m，两个T型金属件(7)之间的距离为2 μ m 3 μ m,金属线宽为4 μ m 6 μ m。
专利摘要本实用新型公开了一种磁调太赫兹波滤波器。它包括太赫兹波输入端、N×N个滤波结构单元、太赫兹波输出端、磁场输入端，N为自然数；N×N个滤波结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，滤波结构单元包括单开口方形金属结构层、钇铁石榴石薄膜层、基体，钇铁石榴石薄膜层一侧设有单开口方形金属结构层,钇铁石榴石薄膜层的另一侧与基体相连，单开口方形金属结构层包括一个方形金属框和两个T型金属件，两个T型金属件两端分别与方形金属框的上边中心和下边中心相连，太赫兹波从太赫兹波输入端输入，经过N×N个滤波结构单元，最后到达太赫兹波输出端。本实用新型具有尺寸小、结构简单紧凑、体积小、重量轻、节约材料、调节方便等优点。
文档编号H01P1/20GK202839914SQ20122050273
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者李九生, 程伟 申请人:中国计量学院