树状结构太赫兹可调滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种树状结构太赫兹可调滤波器。它包括太赫兹波输入端、激光输入端、太赫兹波输出端、N×N个结构单元，N为自然数；N×N个结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元包括金属结构层、聚合物层和基底层，金属结构层由8个树状结构金属件组成，树状结构金属件有两级分叉，分叉的角度都为45度，整个结构可由其中一个树状结构金属件绕底端中心点旋转而成，相邻的树状结构金属件夹角为45度。本发明专利技术具有结构简单、滤波性能高、尺寸小、成本低等优点，满足在太赫兹波段移动通信、生物诊断、成像等领域的应用。

Tree-structured terahertz tunable filter

The invention discloses a tree structure Terahertz adjustable filter. It includes terahertz wave input, laser input, terahertz wave output and N *N structure units, N is natural number; N *N structure units are arranged periodically on the plane perpendicular to the input direction of terahertz wave, and the structure units include metal structure layer, polymer layer and base layer. The metal structure layer consists of eight tree-like metal parts, and the tree-like structure metal parts have two levels of bifurcation. The bifurcation angle is 45 degrees. The whole structure can be rotated by one of the tree-shaped metal parts around the center of the bottom. The angle between the adjacent tree-shaped metal parts is 45 degrees. The invention has the advantages of simple structure, high filtering performance, small size and low cost, and meets the application in terahertz band mobile communication, biological diagnosis, imaging and other fields.

【技术实现步骤摘要】
树状结构太赫兹可调滤波器
本专利技术涉及太赫兹波应用
，具体涉及树状结构太赫兹可调滤波器。
技术介绍
太赫兹波介于微波和可见光之间，一般是指频率在0.1~10THz（波长0.03~3mm）的波段，也是电子学向光子学的过渡区域，有重要的学术和应用研究价值。由于其独特的相干性、宽带性、低光子能量、瞬态性以及对人体无害等特性，太赫兹波及其相关器件在光谱学、成像、分子传感、高速通信、生物医药以及其它相关领域具有广泛的潜在应用。但是，很长的一段时间内，由于太赫兹产生和探测技术的限制，人们对这一波段的特性知之甚少，被称为“太赫兹空隙”。再加上大多数材料的光学波谱特性在THz波段存在不足，由此导致太赫兹器件的发展较慢。随着技术的发展，太赫兹波的产生和探测技术得到了较好的解决，研究人员越来越重视各种太赫兹功能器件并有了较大的研究进展，如作用在太赫兹波段的吸波器、开关、偏振器、滤波器等。太赫兹滤波器是在太赫兹应用系统中不可或缺的太赫兹功能器件，其在太赫兹成像、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，但是现有的太赫兹滤波器大多存在结构复杂、滤波性能低、成本高等诸多缺点，所以迫切需要研究结构简单、滤波性能高、成本低廉的滤波器来满足太赫兹应用系统的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供树状结构太赫兹可调滤波器。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：树状结构太赫兹可调滤波器包括太赫兹波输入端、激光输入端、太赫兹波输出端、N×N个结构单元，N为自然数；N×N个结构单元周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元包括金属结构层、聚合物层和基底层，金属结构层由8个树状结构金属件组成，树状结构金属件有两级分叉，分叉的角度都为45度，整个结构可由其中一个树状结构金属件绕底端中心点旋转而成，相邻的树状结构金属件夹角为45度。所述的周期排列的N×N个结构单元的正视图为正方形，正方形边长为410µm~430µm。所述的金属结构层的材料为铜，厚度为4µm~6µm。所述的聚合物层厚度为8µm~12µm。所述的基底层的材料为硅，厚度为20µm~30µm。所述的树状结构金属件第一条树枝长度为80µm~90µm，第二条树枝长度为60µm~70µm，第三条树枝长度为40µm~50µm，树枝宽度均为18µm~22µm。树状结构太赫兹可调滤波器的方法是：当太赫兹波从太赫兹输入端输入时，在没有外加激光从激光输入端输入的条件下，频率为0.385的太赫兹波的传输效率为5.5%。当有外加激光从激光输入端输入时，由于聚合物材料的kerr效应，聚合物材料的折射率会迅速发生变化，所述装置的谐振峰对应的频率值发生改变，频率为0.624的太赫兹波的传输效率为3.2%。从无外加激光输入到有外加激光输入，改变了谐振峰的频率值，实现了可调滤波。本专利技术具有结构简单、滤波性能高、尺寸小、成本低等优点，满足在太赫兹波段移动通信、生物诊断、成像等领域的应用。附图说明图1是树状结构太赫兹可调滤波器的结构单元示意图；图2是树状结构太赫兹可调滤波器的金属结构层示意图；图3是树状结构太赫兹可调滤波器的正视图；图4是树状结构太赫兹可调滤波器在有无激光照射下的传输曲线图；图5是树状结构太赫兹可调滤波器的能量图。具体实施方式如图1~3所示，其特征在于包括太赫兹波输入端1、激光输入端2、太赫兹波输出端3、N×N个结构单元4，N为自然数；N×N个结构单元4周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元包括金属结构层5、聚合物层6和基底层7，金属结构层5由8个树状结构金属件8组成，树状结构金属件8有两级分叉，分叉的角度都为45度，整个结构可由其中一个树状结构金属件8绕底端中心点旋转而成，相邻的树状结构金属件8夹角为45度。所述的周期排列的N×N个结构单元4的正视图为正方形，正方形边长为410µm~430µm。所述的金属结构层5的材料为铜，厚度为4µm~6µm。所述的聚合物层6厚度为8µm~12µm。所述的基底层7的材料为硅，厚度为20µm~30µm。所述的树状结构金属件8第一条树枝长度为80µm~90µm，第二条树枝长度为60µm~70µm，第三条树枝长度为40µm~50µm，树枝宽度均为18µm~22µm。树状结构太赫兹可调滤波器的方法是：当太赫兹波从太赫兹输入端输入时，在没有外加激光从激光输入端输入的条件下，频率为0.385的太赫兹波的传输效率为5.5%。当有外加激光从激光输入端输入时，由于聚合物材料的kerr效应，聚合物材料的折射率会迅速发生变化，所述装置的谐振峰对应的频率值发生改变，频率为0.624的太赫兹波的传输效率为3.2%。从无外加激光输入到有外加激光输入，改变了谐振峰的频率值，实现了可调滤波。实施例1树状结构太赫兹可调滤波器：选择结构单元个数N=50。周期排列的N×N个结构单元的正视图为正方形，正方形边长为420µm。金属结构层的材料为铜，厚度为5µm。聚合物层的厚度为10µm。基底层的材料为硅，厚度为25µm。树状结构金属件第一条树枝长度为85µm，第二条树枝长度为65µm，第三条树枝长度为45µm，树枝宽度均为20µm。当太赫兹波从太赫兹输入端输入时，在没有外加激光从激光输入端输入的条件下，频率为0.385THz的太赫兹波的传输效率为5.5%。当有外加激光从激光输入端输入时，由于聚合物材料的kerr效应，聚合物材料的折射率会迅速发生变化，所述装置的谐振峰对应的频率值发生改变，频率为0.624THz的太赫兹波的传输效率为3.2%。从无外加激光输入到有外加激光输入，改变了谐振峰的频率值，实现了可调滤波。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.树状结构太赫兹可调滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端（1）、激光输入端（2）、太赫兹波输出端（3）、N×N个结构单元（4），N为自然数；N×N个结构单元（4）周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元包括金属结构层（5）、聚合物层（6）和基底层（7），金属结构层（5）由8个树状结构金属件（8）组成，树状结构金属件（8）有两级分叉，分叉的角度都为45度，整个结构可由其中一个树状结构金属件（8）绕底端中心点旋转而成，相邻的树状结构金属件（8）夹角为45度。

【技术特征摘要】
1.树状结构太赫兹可调滤波器，其特征在于包括太赫兹波输入端（1）、激光输入端（2）、太赫兹波输出端（3）、N×N个结构单元（4），N为自然数；N×N个结构单元（4）周期排列在与太赫兹波输入方向垂直的平面上，结构单元包括金属结构层（5）、聚合物层（6）和基底层（7），金属结构层（5）由8个树状结构金属件（8）组成，树状结构金属件（8）有两级分叉，分叉的角度都为45度，整个结构可由其中一个树状结构金属件（8）绕底端中心点旋转而成，相邻的树状结构金属件（8）夹角为45度。2.如权利要求1所述的树状结构太赫兹可调滤波器，其特征在于所述的周期排列的N×N个结构单元（4）的正视图为正方形，正...

【专利技术属性】
技术研发人员：严德贤，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