基于电可调太赫兹滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于电可调太赫兹滤波器。它包括信号输入端、第一金属光子晶体层、第二金属光子晶体层、缺陷层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层、信号输出端、偏置电压；第一金属光子晶体层、第二金属光子晶体层、缺陷层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层、自上而下顺序排列、信号从信号输入端垂直入射到第一金属光子晶体层，依次经过第二金属光子晶体层、缺陷层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层和信号输出端垂直输出；通过调节施加在第一金属光子晶体层和第四金属光子晶体层之间的偏置电压，调节缺陷层的折射率，实现太赫兹滤波器的频率调谐。本发明专利技术具有结构简单紧凑，尺寸小，响应快，设计原理简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于电可调太赫兹滤波器
本专利技术涉及太赫兹波滤波器，尤其涉及一种基于电可调太赫兹滤波器。
技术介绍
近年来，太赫兹技术因其在通信、医疗和安全成像等方面潜在的应用而吸引了越来越多的关注。随着太赫兹波辐射源与检测手段的突飞猛进，促使太赫兹相关功能器件的应用悄然兴起，因此太赫兹技术和太赫兹器件研究逐渐成为世界各国研究热点。无线短程太赫兹通信系统预计在不久的将来由于开发通信带宽需求的增加而得到发展。太赫兹成像在医学和安全成像领域也得到了广泛应用，太赫兹通信和太赫兹成像的质量均与太赫兹滤波器的性能密切相关，可调高效的窄带太赫兹滤波器是改善通信质量和图像质量的关键。现有的太赫兹滤波器可调可控能力差，损耗高，有制作工艺复杂，造价高等均影响其应用，所以研究体积小、结构简单、高效率可调的太赫兹滤波器具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术不足，提供一种基于电可调太赫兹滤波器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于电可调太赫兹滤波器，其特征在于包括信号输入端、第一金属光子晶体层、矩形金属柱、聚合物介质柱、第二金属光子晶体层、矩形金属柱、聚合物介质柱、缺陷层、第三金属光子晶体层、矩形金属柱、聚合物介质柱、第四金属光子晶体层、矩形金属柱、聚合物介质柱、信号输出端、偏置电压，第一金属光子晶体层由10根横向平行的矩形金属柱和10根横向平行的聚合物介质柱，第二金属光子晶体层由10根纵向平行的矩形金属柱和10根纵向平行的聚合物介质柱周期间隔排列组成，缺陷层由液晶填充，第三金属光子晶体层由10根纵向平行的矩形金属柱和10根纵向平行的聚合物介质柱周期间隔排列组成，第四金属光子晶体层由10根横向平行的矩形金属柱和10根横向平行的聚合物介质柱周期间隔排列组成；第一金属光子晶体层、第二金属光子晶体层、缺陷层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层自上而下顺序排列，第一金属光子晶体层位于第二金属光子晶体层正上方，第一金属光子晶体层的10根矩形金属柱与第二金属光子晶体层的10根矩形金属柱相互垂直，第一金属光子晶体层的10根聚合物介质柱与第二金属光子晶体层的10根聚合物介质柱相互垂直，缺陷层镶嵌在第二金属光子晶体层和第三金属光子晶体层之间，第三金属光子晶体层位于第四金属光子晶体层正上方，第三金属光子晶体层的10根矩形金属柱与第四金属光子晶体层的10根矩形金属柱相互垂直，第三金属光子晶体层的10根聚合物介质柱与第四金属光子晶体层的10根聚合物介质柱相互垂直，偏置电压两端分别连接在第一金属光子晶体层和第四金属光子晶体层上，信号从信号输入端垂直入射到第一金属光子晶体层，依次经过第二金属光子晶体层、缺陷层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层和信号输出端垂直输出；通过调节施加在第一光金属子晶体层和第四金属光子晶体层之间的偏置电压，调节缺陷层的折射率，实现太赫兹滤波器的频率调谐。所述的第一金属光子晶体层中的矩形金属柱、第二金属光子晶体层中的矩形金属柱、第三金属光子晶体层中的矩形金属柱、第四金属光子晶体层中的矩形金属柱，其材料为铜，长度为300～500μm，宽度为20～30μm，厚度为5～10μm。所述的第一金属光子晶体层中的聚合物介质柱、第二金属光子晶体层中的聚合物介质柱、第三金属光子晶体层中的聚合物介质柱、第四金属光子晶体层中的聚合物介质柱，其材料为有机玻璃PMMA950，介电常数为2.5，折射率为1.8，长度为300～500μm，宽度为10～20μm，厚度为5～10μm。所述第一金属光子晶体层、第二金属光子晶体层、第三金属光子晶体层、第四金属光子晶体层均由10根形状大小相同的矩形金属柱和聚合物介质柱周期间隔排列组成。所述的缺陷层8的材料为液晶MLC-2048，厚度为50～80μm，无外压时，折射率为1.5，施加外压时，最大折射率为1.7。附图说明：图1是基于电可调太赫兹滤波器的三维结构示意图；图2是基于电可调太赫兹滤波器的正面图；图3是基于电可调太赫兹滤波器的左侧面图；图4是基于电可调太赫兹滤波器的右侧面图；图5是基于电可调太赫兹滤波器的第一金属光子晶体层仰视图；图6是基于电可调太赫兹滤波器的第二金属光子晶体层仰视图；图7是基于电可调太赫兹滤波器的缺陷层三维结构图；图8是基于电可调太赫兹滤波器的第三金属光子晶体层仰视图；图9是基于电可调太赫兹滤波器的第四金属光子晶体层仰视图；图10是基于电可调太赫兹滤波器的传输特性图。具体实施方式如图1～10所示，一种基于电可调太赫兹滤波器，其特征在于包括信号输入端1、第一金属光子晶体层2、矩形金属柱3、聚合物介质柱4、第二金属光子晶体层5、矩形金属柱6、聚合物介质柱7、缺陷层8、第三金属光子晶体层9、矩形金属柱10、聚合物介质柱11、第四金属光子晶体层12、矩形金属柱13、聚合物介质柱14、信号输出端15、偏置电压16，第一金属光子晶体层2由10根横向平行的矩形金属柱3和10根横向平行的聚合物介质柱4，第二金属光子晶体层5由10根纵向平行的矩形金属柱6和10根纵向平行的聚合物介质柱7周期间隔排列组成，缺陷层8由液晶填充，第三金属光子晶体层9由10根纵向平行的矩形金属柱10和10根纵向平行的聚合物介质柱11周期间隔排列组成，第四金属光子晶体层12由10根横向平行的矩形金属柱13和10根横向平行的聚合物介质柱14周期间隔排列组成；第一金属光子晶体层2、第二金属光子晶体层5、缺陷层8、第三金属光子晶体层9、第四金属光子晶体层12自上而下顺序排列，第一金属光子晶体层2位于第二金属光子晶体层5正上方，第一金属光子晶体层2的10根矩形金属柱3与第二金属光子晶体层5的10根矩形金属柱6相互垂直，第一金属光子晶体层2的10根聚合物介质柱4与第二金属光子晶体层5的10根聚合物介质柱7相互垂直，缺陷层8镶嵌在第二金属光子晶体层5和第三金属光子晶体层9之间，第三金属光子晶体层9位于第四金属光子晶体层12正上方，第三金属光子晶体层9的10根矩形金属柱10与第四金属光子晶体层12的10根矩形金属柱13相互垂直，第三金属光子晶体层9的10根聚合物介质柱11与第四金属光子晶体层12的10根聚合物介质柱14相互垂直，偏置电压16两端分别连接在第一金属光子晶体层2和第四金属光子晶体层12上，信号从信号输入端1垂直入射到第一金属光子晶体层2，依次经过第二金属光子晶体层5、缺陷层8、第三金属光子晶体层9、第四金属光子晶体层12和信号输出端15垂直输出；通过调节施加在第一光金属子晶体层2和第四金属光子晶体层12之间的偏置电压16，调节缺陷层8的折射率，实现太赫兹滤波器的频率调谐。所述的第一金属光子晶体层2中的矩形金属柱3、第二金属光子晶体层5中的矩形金属柱6、第三金属光子晶体层9中的矩形金属柱10、第四金属光子晶体层12中的矩形金属柱13，其材料为铜，长度为300～500μm，宽度为20～30μm，厚度为5～10μm。所述的第一金属光子晶体层2中的聚合物介质柱4、第二金属光子晶体层5中的聚合物介质柱7、第三金属光子晶体层9中的聚合物介质柱11、第四金属光子晶体层12中的聚合物介质柱14，其材料为有机玻璃PMMA950，介电常数为2.5，折射率为1.8，长度为300～500μm，宽度为10～20μm，厚度为5～10μm。所述第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电可调太赫兹滤波器，其特征在于包括信号输入端(1)、第一金属光子晶体层(2)、矩形金属柱(3)、聚合物介质柱(4)、第二金属光子晶体层(5)、矩形金属柱(6)、聚合物介质柱(7)、缺陷层(8)、第三金属光子晶体层(9)、矩形金属柱(10)、聚合物介质柱(11)、第四金属光子晶体层(12)、矩形金属柱(13)、聚合物介质柱(14)、信号输出端(15)、偏置电压(16)，第一金属光子晶体层(2)由10根横向平行的矩形金属柱(3)和10根横向平行的聚合物介质柱(4)周期间隔排列组成，第二金属光子晶体层(5)由10根纵向平行的矩形金属柱(6)和10根纵向平行的聚合物介质柱(7)周期间隔排列组成，缺陷层(8)由液晶填充，第三金属光子晶体层(9)由10根纵向平行的矩形金属柱(10)和10根纵向平行的聚合物介质柱(11)周期间隔排列组成，第四金属光子晶体层(12)由10根横向平行的矩形金属柱(13)和10根横向平行的聚合物介质柱(14)周期间隔排列组成；第一金属光子晶体层(2)、第二金属光子晶体层(5)、缺陷层(8)、第三金属光子晶体层(9)、第四金属光子晶体层(12)自上而下顺序排列，第一金属光子晶体层(2)位于第二金属光子晶体层(5)正上方，第一金属光子晶体层(2)的10根矩形金属柱(3)与第二金属光子晶体层(5)的10根矩形金属柱(6)相互垂直，第一金属光子晶体层(2)的10根聚合物介质柱(4)与第二金属光子晶体层(5)的10根聚合物介质柱(7)相互垂直，缺陷层(8)镶嵌在第二金属光子晶体层(5)和第三金属光子晶体层(9)之间，第三金属光子晶体层(9)位于第四金属光子晶体层(12)正上方，第三金属光子晶体层(9)的10根矩形金属柱(10)与第四金属光子晶体层(12)的10根矩形金属柱(13)相互垂直，第三金属光子晶体层(9)的10根聚合物介质柱(11)与第四金属光子晶体层(12)的10根聚合物介质柱(14)相互垂直，偏置电压(16)两端分别连接在第一金属光子晶体层(2)和第四金属光子晶体层(12)上，信号从信号输入端(1)垂直入射到第一金属光子晶体层(2)，依次经过第二金属光子晶体层(5)、缺陷层(8)、第三金属光子晶体层(9)、第四金属光子晶体层(12)和信号输出端(15)垂直输出；通过调节施加在第一光金属子晶体层(2)和第四金属光子晶体层(12)之间的偏置电压(16)，调节缺陷层(8)的折射率，实现太赫兹滤波器的频率调谐。...

【技术特征摘要】
1.一种基于电可调太赫兹滤波器，其特征在于包括信号输入端(1)、第一金属光子晶体层(2)、矩形金属柱(3)、聚合物介质柱(4)、第二金属光子晶体层(5)、矩形金属柱(6)、聚合物介质柱(7)、缺陷层(8)、第三金属光子晶体层(9)、矩形金属柱(10)、聚合物介质柱(11)、第四金属光子晶体层(12)、矩形金属柱(13)、聚合物介质柱(14)、信号输出端(15)、偏置电压(16)，第一金属光子晶体层(2)由10根横向平行的矩形金属柱(3)和10根横向平行的聚合物介质柱(4)周期间隔排列组成，第二金属光子晶体层(5)由10根纵向平行的矩形金属柱(6)和10根纵向平行的聚合物介质柱(7)周期间隔排列组成，缺陷层(8)由液晶填充，第三金属光子晶体层(9)由10根纵向平行的矩形金属柱(10)和10根纵向平行的聚合物介质柱(11)周期间隔排列组成，第四金属光子晶体层(12)由10根横向平行的矩形金属柱(13)和10根横向平行的聚合物介质柱(14)周期间隔排列组成；第一金属光子晶体层(2)、第二金属光子晶体层(5)、缺陷层(8)、第三金属光子晶体层(9)、第四金属光子晶体层(12)自上而下顺序排列，第一金属光子晶体层(2)位于第二金属光子晶体层(5)正上方，第一金属光子晶体层(2)的10根矩形金属柱(3)与第二金属光子晶体层(5)的10根矩形金属柱(6)相互垂直，第一金属光子晶体层(2)的10根聚合物介质柱(4)与第二金属光子晶体层(5)的10根聚合物介质柱(7)相互垂直，缺陷层(8)镶嵌在第二金属光子晶体层(5)和第三金属光子晶体层(9)之间，第三金属光子晶体层(9)位于第四金属光子晶体层(12)正上方，第三金属光子晶体层(9)的10根矩形金属柱(10)与第四金属光子晶体层(12)的10根矩形金属柱(13)相互垂直，第三金属光子晶体层(9)的10根聚合物介质柱(11)与第四金属光子晶体层(12)的1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史叶欣，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33