太赫兹TM偏振模式分束器制造技术

本发明专利技术公开了一种太赫兹TM偏振模式分束器，包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、两个左右对称的弧形波导、上下两个3×3多模干涉结构(MMI)、三个不同移相器、三个矩形波导、若干梯形波导（包含九个相同的小梯形波导和三个相同的大梯形波导）；太赫兹TM波从信号输入端输入，不同模式TM偏振波分别从第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端输出，实现分束功能。本发明专利技术能有效对TM偏振波进行模式分束，低损耗且性能优良。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹TM偏振模式分束器
本专利技术涉及太赫兹波分束器，尤其涉及一种太赫兹TM偏振模式分束器。
技术介绍
太赫兹波通常是指频率在0.1~10THz范围内的电磁波，波长为30µm~3mm，其波段位于电磁波谱中微波与红外之间。太赫兹波辐射在很多领域，如通信、传感、成像、光谱学和医学等都有应用的潜力。随着太赫兹辐射源和探测技术的突破，对太赫兹波的研究越来越深入，尤其是性能优良的太赫兹波功能器件，如太赫兹开关、调制器、移相器、传感器、探测器、滤波器和吸收器等。在太赫兹通信、传感与安检等系统中多路太赫兹波信号的复用中，对太赫兹波多路复用离不开对太赫兹波功分与偏振分束，这就要求拥有高效率的太赫兹波功分与偏振分束器实现对太赫兹波不同偏振模式、功率进行控制、分离以及传输。所以，设计低损耗、性能优良的太赫兹波偏振分束器对于太赫兹波器件的研究具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术不足，提供一种能对太赫兹TM偏振模式进行分束的偏振分束器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：太赫兹TM偏振模式分束器，包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、左弧形波导斜、右弧形波导、-π/3移相器、下中矩形波导、2π/3移相器、下左梯形波导，下中梯形波导，下右梯形波导、下3×3多模干涉结构(MMI)、中左下梯形波导、中下梯形波导、中右下梯形波导、中左矩形波导、中矩形波导、π/3移相器、中左上梯形波导、中上梯形波导、中右上梯形波导、上3×3多模干涉结构(MMI)、上左梯形波导、上中梯形波导、上右梯形波导；左弧形波导斜、右弧形波导分别与-π/3移相器、2π/3移相器相连，并与下中矩形波导组成三叉戟结构，随后通过下左梯形波导，下中梯形波导，下右梯形波导与下3×3多模干涉结构(MMI)连接，下3×3多模干涉结构(MMI)与上3×3多模干涉结构(MMI)由中左下梯形波导、中下梯形波导、中右下梯形波导、中左矩形波导、中矩形波导、π/3移相器、中左上梯形波导、中上梯形波导、中右上梯形波导连接，上3×3多模干涉结构(MMI)与上左梯形波导、上中梯形波导、上右梯形波导与第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端相连；太赫兹TM波从信号输入端输入，不同模式TM偏振波分别从第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端输出，实现分束功能。上述技术方案可采用如下优选方式：所述的波导材料均为硅，厚度为50μm~100μm。所述的信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、下中矩形波导均为矩形波导，长度为25μm~30μm、15μm~20μm、15μm~20μm、15μm~20μm、55μm~60μm，宽度为10μm~15μm、5μm~6μm、7μm~8μm、5μm~6μm、5μm~6μm。所述的左弧形波导斜、右弧形波导长度均为20μm~25μm，宽为5μm~6μm。所述的下左梯形波导，下中梯形波导，下右梯形波导、中左下梯形波导、上左梯形波导、上中梯形波导、上右梯形波导中左上梯形波导、中右上梯形波导、中右下梯形波导，上底边均为7μm~8μm，下底边均为5μm~6μm，高度均为3μm~4μm。所述的-π/3移相器、2π/3移相器、π/3移相器高度均为15μm~20μm，上下底边宽均为5μm~6μm，中间宽度分别为3μm~4μm、3μm~4μm、4μm~5μm。所述的中下梯形波导、中上梯形波导上底边为10μm~12μm，下底边为7μm~8μm，高度均为3μm~4μm。所述的下3×3多模干涉结构(MMI)、上3×3多模干涉结构(MMI)长度分别为64μm~70μm、95μm~100μm，宽度均为25μm~30μm。本专利技术的太赫兹TM偏振模式分束器能有效对TM偏振波进行模式分束，低损耗且性能优良，满足在太赫兹通信、传感与安检等系统中使用。附图说明图1是太赫兹TM偏振模式分束器的结构示意图；图2是太赫兹TM偏振模式分束器的不同TM偏振模式的插入损耗曲线图；图3是太赫兹TM偏振模式分束器的不同TM偏振模式的隔离度曲线图；图4是太赫兹TM偏振模式分束器的不同TE偏振模式的插入损耗曲线图。具体实施方式如图1所示，一种太赫兹TM偏振模式分束器，包括信号输入端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、左弧形波导斜5、右弧形波导6、-π/3移相器7、下中矩形波导8、2π/3移相器9、下左梯形波导10，下中梯形波导11，下右梯形波导12、下3×3多模干涉结构(MMI)13、中左下梯形波导14、中下梯形波导15、中右下梯形波导16、中左矩形波导17、中矩形波导18、π/3移相器19、中左上梯形波导20、中上梯形波导21、中右上梯形波导22、上3×3多模干涉结构(MMI)23、上左梯形波导24、上中梯形波导25、上右梯形波导26；左弧形波导斜5、右弧形波导6分别与-π/3移相器7、2π/3移相器9相连，并与下中矩形波导8组成三叉戟结构，随后通过下左梯形波导10，下中梯形波导11，下右梯形波导12与下3×3多模干涉结构(MMI)13连接，下3×3多模干涉结构(MMI)13与上3×3多模干涉结构(MMI)23由中左下梯形波导14、中下梯形波导15、中右下梯形波导16、中左矩形波导17、中矩形波导18、π/3移相器19、中左上梯形波导20、中上梯形波导21、中右上梯形波导22连接，上3×3多模干涉结构(MMI)23与上左梯形波导24、上中梯形波导25、上右梯形波导26与第一信号输出端2、第二信号输出端3、第三信号输出端4相连；太赫兹TM波从信号输入端1输入，不同模式TM偏振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输出，实现分束功能。所述的波导材料均为硅，厚度为50μm~100μm。所述的信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、下中矩形波导均为矩形波导，长度为25μm~30μm、15μm~20μm、15μm~20μm、15μm~20μm、55μm~60μm，宽度为10μm~15μm、5μm~6μm、7μm~8μm、5μm~6μm、5μm~6μm。所述的左弧形波导斜、右弧形波导长度均为20μm~25μm，宽为5μm~6μm。所述的下左梯形波导，下中梯形波导，下右梯形波导、中左下梯形波导、上左梯形波导、上中梯形波导、上右梯形波导中左上梯形波导、中右上梯形波导、中右下梯形波导，上底边均为7μm~8μm，下底边均为5μm~6μm，高度均为3μm~4μm。所述的-π/3移相器、2π/3移相器、π/3移相器高度均为15μm~20μm，上下底边宽均为5μm~6μm，中间宽度分别为3μm~4μm、3μm~4μm、4μm~5μm。所述的中下梯形波导、中上梯形波导上底边为10μm~12μm，下底边为7μm~8μm，高度均为3μm~4μm。所述的下3×3多模干涉结构(MMI)、上3×3多模干涉结构(MMI)长度分别为64μm~70μm、95μm~100μm，宽度均为25μm~30μm。实施例1本实施例中，太赫兹波偏振分束器的结构亦如前所述（图1），具体结构在此不再赘叙。太赫兹波滤波器的结构参数具体为：所述的波导材料均为硅，厚度为50μm。所述的信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第三信号输出端、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹TM偏振模式分束器，其特征在于包括信号输入端（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）、左弧形波导（5）、右弧形波导（6）、‑π/3移相器（7）、下中矩形波导（8）、2π/3移相器（9）、下左梯形波导（10），下中梯形波导（11），下右梯形波导（12）、下3×3多模干涉结构(MMI)（13）、中左下梯形波导（14）、中下梯形波导（15）、中右下梯形波导（16）、中左矩形波导（17）、中矩形波导（18）、π/3移相器（19）、中左上梯形波导（20）、中上梯形波导（21）、中右上梯形波导（22）、上3×3多模干涉结构(MMI)（23）、上左梯形波导（24）、上中梯形波导（25）、上右梯形波导（26）；左弧形波导（5）、右弧形波导（6）分别与‑π/3移相器（7）、2π/3移相器（9）相连，并与下中矩形波导（8）组成三叉戟结构，随后通过下左梯形波导（10），下中梯形波导（11），下右梯形波导（12）与下3×3多模干涉结构(MMI)（13）连接，下3×3 多模干涉结构(MMI)（13）与上3×3多模干涉结构(MMI)（23）由中左下梯形波导（14）、中下梯形波导（15）、中右下梯形波导（16）、中左矩形波导（17）、中矩形波导（18）、π/3移相器（19）、中左上梯形波导（20）、中上梯形波导（21）、中右上梯形波导（22）连接，上3×3多模干涉结构(MMI)（23）与上左梯形波导（24）、上中梯形波导（25）、上右梯形波导（26）与第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、第三信号输出端（4）相连；太赫兹TM波从信号输入端（1）输入，不同模式TM偏振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）输出，实现分束功能。...

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹TM偏振模式分束器，其特征在于包括信号输入端（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）、左弧形波导（5）、右弧形波导（6）、-π/3移相器（7）、下中矩形波导（8）、2π/3移相器（9）、下左梯形波导（10），下中梯形波导（11），下右梯形波导（12）、下3×3多模干涉结构(MMI)（13）、中左下梯形波导（14）、中下梯形波导（15）、中右下梯形波导（16）、中左矩形波导（17）、中矩形波导（18）、π/3移相器（19）、中左上梯形波导（20）、中上梯形波导（21）、中右上梯形波导（22）、上3×3多模干涉结构(MMI)（23）、上左梯形波导（24）、上中梯形波导（25）、上右梯形波导（26）；左弧形波导（5）、右弧形波导（6）分别与-π/3移相器（7）、2π/3移相器（9）相连，并与下中矩形波导（8）组成三叉戟结构，随后通过下左梯形波导（10），下中梯形波导（11），下右梯形波导（12）与下3×3多模干涉结构(MMI)（13）连接，下3×3多模干涉结构(MMI)（13）与上3×3多模干涉结构(MMI)（23）由中左下梯形波导（14）、中下梯形波导（15）、中右下梯形波导（16）、中左矩形波导（17）、中矩形波导（18）、π/3移相器（19）、中左上梯形波导（20）、中上梯形波导（21）、中右上梯形波导（22）连接，上3×3多模干涉结构(MMI)（23）与上左梯形波导（24）、上中梯形波导（25）、上右梯形波导（26）与第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、第三信号输出端（4）相连；太赫兹TM波从信号输入端（1）输入，不同模式TM偏振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）输出，实现分束功能。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹TM偏振模式分束器，其特征在于所述的波导材料均为硅，厚度为50...

【专利技术属性】
技术研发人员：李绍和，李九生，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33