本发明专利技术公开了一种基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器。它包括孔状镂空平板、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、第五信号输出端、第六信号输出端，信号输入端与六个输出端间有四个Y形波导通道和一个多模干涉区域，输入的太赫兹波经多模干涉区域分为2路，再经两个第二级Y形波导通道分为4路，其中2路再经两个第三级Y形波导通道分为4路，实现6路等功率输出太赫兹波；另外，通过调节温度来改变局部平板的折射率，可以使二级Y形波导不进行功分，实现6路变4路等功率输出太赫兹波的可调效果。本发明专利技术具有结构简单、功分效率高，尺寸小，成本低、易于集成等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太赫兹波功分器，尤其涉及一种基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器。
技术介绍
太赫兹辐射是对一个特定波段的电磁辐射的统称，它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1THz左右，在电子学领域里，这一频段的电磁波又被称作毫米波和亚毫米波；而在光谱学领域，它也被称为远红外射线。在20世纪80年代中期以前，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，太赫兹技术及应用研究进展非常缓慢，相关的文献报道也屈指可数，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，被科学界称为电磁波谱最后的“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。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、功分效率低、成本高等诸多缺点，所以研究结构简单、功分效率高、成本低、尺寸小，具有可调性能的太赫兹波功分器意义重大。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术不足，提供一种结构简单、功分效率高的基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器，包括孔状镂空平板、空气孔、第一直线波导、第二直线波导、第三直线波导、第四直线波导、第五直线波导、第六直线波导、第七直线波导、第八直线波导、第九直线波导、第一Y形波导、第二Y形波导、第三Y形波
导、第四Y形波导、第一空气孔组合、第二空气孔组合、第三空气孔组合、第四空气孔组合、第五空气孔组合、第六空气孔组合、第七空气孔组合、第八空气孔组合、多模干涉区域、第一空气孔、第二空气孔、第三空气孔、第四空气孔、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、第五信号输出端、第六信号输出端、第九空气孔组合；孔状镂空平板中设有呈二维正三角形周期排列的空气孔光子晶体，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体后，孔状镂空平板上形成了第一直线波导、第二直线波导、第三直线波导、第四直线波导、第五直线波导、第六直线波导、第七直线波导、第八直线波导、第九直线波导、第一Y形波导、第二Y形波导、第三Y形波导、第四Y形波导和多模干涉区域，第一直线波导的左端设有信号输入端，第二直线波导的左端设有第五信号输出端，第三直线波导的左端设有第六信号输出端，第六直线波导的右端设有第一信号输出端，第七直线波导的右端设有第四信号输出端，第八直线波导的右端设有第二信号输出端，第九直线波导的右端设有第三信号输出端，多模干涉区域的左端与第一直线波导相连，多模干涉区域的右下端和右上端分别通过第四直线波导和第五直线波导与第一Y形波导的左上端和第二Y形波导的左下端相连，第一Y形波导的左下端与第二直线波导的右端相连，第二Y形波导的左上端与第三直线波导的右端相连，第三Y形波导的左端、右上端、右下端分别与第一Y形波导的右端、第八直线波导的左端、第六直线波导的左端相连，第四Y形波导的左端、右上端、右下端分别与第二Y形波导的右端、第七直线波导的左端、第九直线波导的左端相连，第一Y形波导的中心偏左下的位置设有第二空气孔，第二Y形波导的中心偏左上的位置设有第一空气孔，第三Y形波导的中心设有第三空气孔，第四Y形波导的中心设有第四空气孔，第一Y形波导与第二直线波导、第四直线波导的连接处分别设有第一空气孔组合和第三空气孔组合，第二Y形波导与第三直线波导、第五直线波导的连接处分别设有第二空气孔组合和第四空气孔组合，第三Y形波导与第六直线波导、第八直线波导的连接处设有第五空气孔组合和第七空气孔组合，第四Y形波导与第七直线波导、第九直线波导的连接处设有
第六空气孔组合和第八空气孔组合，第九空气孔组合位于多模干涉区域的右侧中端。上述技术方案可采用如下优选方式:所述的孔状镂空平板的材料为硅，当温度为25℃时，折射率为3.45，当温度变为650℃时，折射率为3.6。所述的二维周期排列的空气孔光子晶体的半径为24～25μm，空气孔圆心之间的距离为76～80μm。所述的第一空气孔组合、第二空气孔组合、第三空气孔组合、第四空气孔组合、第五空气孔组合、第六空气孔组合、第七空气孔组合和第八空气孔组合形状结构相同，空气孔组合中空气孔的半径均为24～25μm，空气孔圆心之间的距离为118～119μm。所述的第一空气孔半径为15～16μm，第一空气孔以第二Y形波导的中心为原点向左上方移动了23～24μm。所述的第二空气孔半径为15～16μm，第二空气孔以第一Y形波导的中心为原点向左下方移动了23～24μm。所述的第三空气孔和第四空气孔形状相同，半径均为15～16μm，第三空气孔和第四空气孔分别位于第三Y形波导和第四Y形波导的中心。第九空气孔组合的上端空气孔、下端空气孔、右端空气孔的半径均为24～25μm，右端空气孔与上端空气孔、下端空气圆心之间的距离均为57～58μm，左端空气孔的半径为19～20μm，左端空气孔与右端空气孔圆心之间的距离为54～55μm。孔状镂空平板上设有矩形的温度调节区域，温度调节区域的左端边界穿过第一Y形波导和第二Y形波导最右端上方的第一个空气孔的圆心，温度调节区域横向宽度为相邻两个空气孔圆心距的4倍。本专利技术的基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器具有结构简单紧凑，功分效率高，尺寸小，体积小，便于制作，可调等优点，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是基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器的三维结构示意图；图2是基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器的二维结构示意图；图3是基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器在1THz时，未加热(25℃)时功分器稳态电场分布图；图4是基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器在1THz时，对温度调节区域加热到650℃时功分器稳态电场分布图。具体实施方式如图1和2所示，一种基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器，包括孔状镂空平板37、空气孔35、第一直线波导1、第二直线波导2、第三直线波导3、第四直线波导4、第五直线波导5、第六直线波导6、第七直线波导7、第八直线波导8、第九直线波导9、第一Y形波导10、第二Y形波导11、第三Y形波导12、第四Y形波导13、第一空气孔组合14、第二空气孔组合15、第三空气孔组合16、第四空气孔组合17、第五空气孔组合18、第六空气孔组合19、第七空气孔组合20、第八空气孔组合21、多模干涉区域22、第一空气孔23、第二空气孔24、第三空气孔25、第四空气孔26、信号输入端27、第一信号输出端28、第二信号输出端29、第三信号输出端30、第四信号输出端31、第五信号输出端32、第六信号输出端33、第九空气孔组合36；孔状镂空平板37中设有呈二维正三角形周期排列的空气孔光子晶体10，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体10后，孔状镂空平板上形成了第一直线波导1、第二直线波导2、第三直线波导3、第四直线波导4、第五直线波导5、第六直线波导6、第七直线波导7、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器，其特征在于包括孔状镂空平板(37)、空气孔(35)、第一直线波导(1)、第二直线波导(2)、第三直线波导(3)、第四直线波导(4)、第五直线波导(5)、第六直线波导(6)、第七直线波导(7)、第八直线波导(8)、第九直线波导(9)、第一Y形波导(10)、第二Y形波导(11)、第三Y形波导(12)、第四Y形波导(13)、第一空气孔组合(14)、第二空气孔组合(15)、第三空气孔组合(16)、第四空气孔组合(17)、第五空气孔组合(18)、第六空气孔组合(19)、第七空气孔组合(20)、第八空气孔组合(21)、多模干涉区域(22)、第一空气孔(23)、第二空气孔(24)、第三空气孔(25)、第四空气孔(26)、信号输入端(27)、第一信号输出端(28)、第二信号输出端(29)、第三信号输出端(30)、第四信号输出端(31)、第五信号输出端(32)、第六信号输出端(33)、第九空气孔组合(36)；孔状镂空平板(37)中设有呈二维正三角形周期排列的空气孔光子晶体(10)，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体(10)后，孔状镂空平板上形成了第一直线波导(1)、第二直线波导(2)、第三直线波导(3)、第四直线波导(4)、第五直线波导(5)、第六直线波导(6)、第七直线波导(7)、第八直线波导(8)、第九直线波导(9)、第一Y形波导(10)、第二Y形波导(11)、第三Y形波导(12)、第四Y形波导(13)和多模干涉区域(22)，第一直线波导(1)的左端设有信号输入端(27)，第二直线波导(2)的左端设有第五信号输出端(32)，第三直线波导(3)的左端设有第六信号输出端(33)，第六直线波导(6)的右端设有第一信号输出端(28)，第七直线波导(7)的右端设有第四信号输出端(31)，第八直线波导(8)的右端设有第二信号输出端(29)，第九直线波导(9)的右端设有第三信号输出端(30)，多模干涉区域(22)的左端与第一直线波导(1)相连，多模干涉区域(22)的右下端和右上端分别通过第四直线波导(4)和第五直线波导(5)与第一Y形波导(10)的左上端和第二Y形波导(11)的左下端相连，第一Y形波导(10)的左下端与第二直线波导(2)的右端相连，第二Y形波导(11)的左上端与第三直线波导(3)的右端相连，第三Y形波导(12)的左端、右上端、右下端分别与第一Y形波导(10)的右端、第八直线波导(8)的左端、第六直线波导(6)的左端相连，第四Y形波导(13)的左端、右上端、右下端分别与第二Y形波导(11)的右端、第七直线波导(7)的左端、第九直线波导(9)的左端相连，第一Y形波导(10)的中心偏左下的位置设有第二空气孔(24)，第二Y形波导(11)的中心偏左上的位置设有第一空气孔(23)，第三Y形波导(12)的中心设有第三空气孔(25)，第四Y形波导(13)的中心设有第四空气孔(26)，第一Y形波导(10)与第二直线波导(2)、第四直线波导(4)的连接处分别设有第一空气孔组合(14)和第三空气孔组合(16)，第二Y形波导(11)与第三直线波导(3)、第五直线波导(5)的连接处分别设有第二空气孔组合(15)和第四空气孔组合(17)，第三Y形波导(12)与第六直线波导(6)、第八直线波导(8)的连接处设有第五空气孔组合(18)和第七空气孔组合(20)，第四Y形波导(13)与第七直线波导(7)、第九直线波导(9)的连接处设有第六空气孔组合(19)和第八空气孔组合(21)，第九空气孔组合(36)位于多模干涉区域(22)的右侧中端。...
【技术特征摘要】
1.一种基于镂空平板结构的可调多通道太赫兹波功分器，其特征在于包括孔状镂空平板(37)、空气孔(35)、第一直线波导(1)、第二直线波导(2)、第三直线波导(3)、第四直线波导(4)、第五直线波导(5)、第六直线波导(6)、第七直线波导(7)、第八直线波导(8)、第九直线波导(9)、第一Y形波导(10)、第二Y形波导(11)、第三Y形波导(12)、第四Y形波导(13)、第一空气孔组合(14)、第二空气孔组合(15)、第三空气孔组合(16)、第四空气孔组合(17)、第五空气孔组合(18)、第六空气孔组合(19)、第七空气孔组合(20)、第八空气孔组合(21)、多模干涉区域(22)、第一空气孔(23)、第二空气孔(24)、第三空气孔(25)、第四空气孔(26)、信号输入端(27)、第一信号输出端(28)、第二信号输出端(29)、第三信号输出端(30)、第四信号输出端(31)、第五信号输出端(32)、第六信号输出端(33)、第九空气孔组合(36)；孔状镂空平板(37)中设有呈二维正三角形周期排列的空气孔光子晶体(10)，在去除部分二维周期排列的空气孔光子晶体(10)后，孔状镂空平板上形成了第一直线波导(1)、第二直线波导(2)、第三直线波导(3)、第四直线波导(4)、第五直线波导(5)、第六直线波导(6)、第七直线波导(7)、第八直线波导(8)、第九直线波导(9)、第一Y形波导(10)、第二Y形波导(11)、第三Y形波导(12)、第四Y形波导(13)和多模干涉区域(22)，第一直线波导(1)的左端设有信号输入端(27)，第二直线波导(2)的左端设有第五信号输出端(32)，第三直线波导(3)的左端设有第六信号输出端(33)，第六直线波导(6)的右端设有第一信号输出端(28)，第七直线波导(7)的右端设有第四信号输出端(31)，第八直线波导(8)的右端设有第二信号输出端(29)，第九直线波导(9)的右端设有第三信号输出端(30)，多模干涉区域(22)的左端与第一直线波导(1)相连，多模干涉区域(22)的右下端和右上端分别通过第四直线波导(4)和第五直线波导(5)与第一Y形波导(10)的左上端和第二Y形波导(11)的左下端相连，第一Y形波导(10)的左下端与第二直线波导(2)的右端相连，第
\t二Y形波导(11)的左上端与第三直线波导(3)的右端相连，第三Y形波导(12)的左端、右上端、右下端分别与第一Y形波导(10)的右端、第八直线波导(8)的左端、第六直线波导(6)的左端相连，第四Y形波导(13)的左端、右上端、右下端分别与第二Y形波导(11)的右端、第七直线波导(7)的左端、第九直线波导(9)的左端相连，第一Y形波导(10)的中心偏左下的位置设有第二空气孔(24)，第二Y形波导(11)的中心偏左上的位置设有第一空气孔(23)，第三Y形波导(12)的中心设有第三空气孔(25)，第四Y形波导(13)的中心设有第四空气孔(26)，第一Y形波导(10)与第二直线波导(2)、第四直线波导(4)的连...
【专利技术属性】
技术研发人员：李九生，莫国强，孙建忠，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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