本发明专利技术提供了一种太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其切换装置，其特征在于，具有以下步骤：将第一金属板上形成第一凹槽，在第二金属板相对侧面上设有尺寸一致的第二凹槽，两个凹槽相互平行；都设置在太赫兹时域光谱系统中；调节入射太赫兹波的偏振方向使之含有与第一凹槽和第二凹槽的长度方向一致的分量，此时低阶横电（TE1）模式将在波导中被激发；采用水平位移台部调节两个凹槽的中心轴线之间的槽轴间距a，太赫兹透射谱中形成明显的高频和低频双滤波通道；槽轴间距a确定后，采用竖直位移台部调节板间距d，使之等于高频滤波通道对应的谐振波长dx；采用位移台部在dx上下Δd范围内调节，从而实现单双频滤波通道之间的转换。
【技术实现步骤摘要】
太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其切换装置
本专利技术属于太赫兹波检测
，特别涉及一种基于金属平板波导的太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其切换装置。
技术介绍
太赫兹(THz)波是位于微波和远红外线之间的电磁波。近年来，随着超快激光技术的发展，使得太赫兹脉冲的产生有了稳定、可靠的激发光源，使得人们能够研究太赫兹。在生物医学、安全监测、无损伤探测、天文学、光谱与成像技术以及信息科学等这些领域，太赫兹都有着广泛的应用。对于太赫兹波段的开发和利用是离不开太赫兹功能器件的，太赫兹单频滤波通道装置、太赫兹双频滤波通道装置就是太赫兹应用的一种，也是太赫兹检测领域的重要器件，其发展一直备受重视。2003年，德国学者A.Christ在“量子电子学和激光科学”(QELS)会议上报道了一维周期性金属表面存在可以传导的表面等离子激元(SPP)，从而从理论上指出了利用金属光栅制作波导的可行性，详见“Soc.Am.QELS, I, 2003”。接着，2011年，浙江大学Y.G.Ma等人，率先通过理论和实验方法制备出基于单个周期金属光栅结构的单波长分路器和耦合器，为单频双频滤波通道直接的转换提供了可能，详见“Opt.Exp.19 (22)，21189，2011”。再接着，2012年，俄克拉荷马州立大学的张伟力等报道了利用光刻方法制成U型结构谐振腔，实现了在0.5~0.9THz的双频通道的滤波器，详见“Appl.Phys.A, 107，285，2012”。然而，上述这些太赫兹器件仅仅涉及到了太赫兹单频滤波通道或双频滤波通道产生方法，并且，太赫兹的滤波通道数量一旦确定，太赫兹器件就会随之定型确定，根本无法实现单频滤波通道和双频滤波通道之间的切换，因此，无法随之满足太赫兹频段检测技术和太赫兹波段通讯的迅猛发展。
技术实现思路
`本专利技术的目的在于提供一种基于金属平板波导能够实现单频滤波通道和双频滤波通道之间切换的太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其太赫兹单频双频滤波通道切换>J-U ρ?α装直。本专利技术提供的一种太赫兹透射谱中实现单频滤波或双频滤波的太赫兹单频双频滤波通道切换方法，具有这样的特征，具有以下步骤:将第一金属板的一侧面上形成第一凹槽，在第二金属板相对的侧面上设有与第一凹槽尺寸一致的第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽相互平行；将第一金属板与第二金属板对向设置在太赫兹时域光谱系统中；调节入射太赫兹波的偏振方向，使入射的太赫兹波含有与第一凹槽和第二凹槽的长度方向一致的分量；采用位移台部在平行的方向上调节第一凹槽的中心轴线和第二凹槽的中心轴线之间的槽轴间距a，使得太赫兹透射谱中形成低频和高频两个明显的滤波峰；槽轴间距a确定后，采用位移台部在与平行相垂直的方向上调节第一金属板与第二金属板之间的板间距d达到初值dx ;采用位移台部调节板间距d基于初值dx在上下浮动范围± △ d内进行改变，从而在太赫兹透射谱中单频滤波通道和双频滤波通道之间切换。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换方法中，还可以具有这样的特征:其中，在入射的太赫兹波含有与第一凹槽和第二凹槽的长度方向一致的分量时，低阶横电(TEl)模式将在波导中被激发。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换方法中，还可以具有这样的特征:其中，第一凹槽和第二凹槽的槽宽w小于3mm ;第一凹槽和第二凹槽的槽深h小于3mm。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换方法中，还可以具有这样的特征:其中，槽轴间距a是槽宽w的0.25倍至0.75倍。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换方法中，还可以具有这样的特征:其中，板间距dx等于太赫兹透射谱中高频滤波峰对应的峰值波长值，调节范围± △ d由电控位移平台上被加载的电压而决定的，电压的电压值和正负可调节。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换方法中，还可以具有这样的特征:其中，当板间距d满足dX-Ad〈d〈dX时，太赫兹透射谱形成双频滤波通道，当板间距d满足dx〈d〈dx+A d时，太赫兹透射谱形成单频滤波通道，单频滤波通道为低频滤波通道。 另外，本专利技术还提供了一种太赫兹透射谱中单频双频滤波通道切换装置，具有这样的特征，包括:第一金属板，在底侧面上设有第一凹槽；第二金属板，在与底侧面相对的顶侧面上设有与第一凹槽尺寸一致的第二凹槽；以及位移台部，调节第一凹槽和第二凹槽之间的水平相对位置，使得第一凹槽的中心轴线和第二凹槽的中心轴线之间互相平行且具有一定的槽轴间距a，且调节第一金属板和第二金属板之间具有的板间距d达到初值dx，其中，太赫兹的偏振方向含有与第一凹槽和第二凹槽的长度方向一致的分量，太赫兹在第一金属板和第二金属板的板间距d中形成低阶横电模式，位移台部调节板间距d基于初值dx在上下浮动范围土 Ad内变动，在太赫兹透射谱中形成为单频滤波通道或双频滤波通道。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换装置中，还可以具有这样的特征:其中，低阶横电模式的太赫兹波的频率范围为0.01THz至ITHz。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换装置中，还可以具有这样的特征:其中，第一凹槽和第二凹槽内填充:非导电的气体、液体、胶体及粉末中的任意一种，第一金属板和第二金属板为铝、铜、银、铁、镍、钛、金、锌及其合金中的任意一种。在本专利技术的太赫兹单频双频滤波通道切换装置中，还可以具有这样的特征:其中，第一金属板被固定，第二金属板设置在位移台部上，位移台部包括水平位移台、竖直位移台，及基于压电陶瓷的垂直电控系统，该垂直电控系统基于正负电压来移动第二金属板以调节板间距d。专利技术的作用和效果根据本专利技术所涉及的太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其太赫兹单频双频滤波通道切换装置，首先使得太赫兹的偏振方向含有与第一凹槽和第二凹槽的所延伸长度方向一致的分量，低阶横电(TEl)模式将在波导中被激发，通过位移台部的调节，第一金属板和第二金属板上的第一凹槽的中心轴线和第二凹槽的中心轴线之间平行且产生槽轴间距a，在太赫兹透射谱中产生了明显的双频滤波通道，接着通过位移台部的调节，使板间距d等于高频滤波峰对应的谐振波长，然后通过垂直电控位移平台以dx为中心，在一定调节范围± Ad内上下快速移动金属板从而改变板间距d，实现单频滤波通道和双频滤波通道之间切换，因此，本专利技术能够提供一种基于金属平板波导的太赫兹单频双频滤波通道切换方法及其太赫兹单频双频滤波通道切换装置，这样相当于提供了可人为控制的通道数量，这不仅对太赫兹通信还是对太赫兹检测都有着极大意义，可由此预见单频双频滤波通道切换技术会得到快速发展。【附图说明】图1是本专利技术的实施例中太赫兹单频双频滤波通道切换方法的步骤图；图2是本专利技术的实施例中太赫兹单频双频滤波通道切换装置的结构示意图；图3是本专利技术的实施例中第一金属板的结构示意图；图4是本专利技术的实施例中第二金属板的结构示意图；图5是本专利技术的实施例中调节板间距d为610 μ m时透射电磁波数据的传输特性效果不意图；图6是本专利技术的实施例中调节板间距d为670 μ m时透射电磁波数据的传输特性效果不意图；图7是本专利技术的实施例中调节板间距d为740 μ m时透射电磁波数据的传输特性效果不意图；以及图8是本专利技术的实施例中调节板间距d为780 μ m时透射电磁波数据的传输特性效果示意图。【具体实施方式】下面结合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太赫兹波单频双频滤波通道切换方法，其特征在于，具有以下步骤：将第一金属板的一侧面上形成第一凹槽，在第二金属板相对的侧面上设有与所述第一凹槽尺寸一致的第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相互平行；将所述第一金属板与所述第二金属板对向设置在太赫兹时域光谱系统中；调节入射太赫兹波的偏振方向，使入射的所述太赫兹波含有与所述第一凹槽和所述第二凹槽的长度方向一致的分量；采用位移台部在所述平行的方向上调节所述第一凹槽的中心轴线和所述第二凹槽的中心轴线之间的槽轴间距a，使得太赫兹透射谱中形成低频和高频两个明显的滤波峰；槽轴间距a确定后，采用位移台部在与所述平行相垂直的方向上调节所述第一金属板与所述第二金属板之间的板间距d达到初值dx；采用位移台部调节所述板间距d基于初值dx在上下浮动范围±Δd内进行改变，从而在太赫兹透射谱中单频滤波通道和双频滤波通道之间切换。
【技术特征摘要】
1.一种太赫兹波单频双频滤波通道切换方法，其特征在于，具有以下步骤: 将第一金属板的一侧面上形成第一凹槽，在第二金属板相对的侧面上设有与所述第一凹槽尺寸一致的第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相互平行； 将所述第一金属板与所述第二金属板对向设置在太赫兹时域光谱系统中； 调节入射太赫兹波的偏振方向，使入射的所述太赫兹波含有与所述第一凹槽和所述第二凹槽的长度方向一致的分量； 采用位移台部在所述平行的方向上调节所述第一凹槽的中心轴线和所述第二凹槽的中心轴线之间的槽轴间距a，使得太赫兹透射谱中形成低频和高频两个明显的滤波峰； 槽轴间距a确定后，采用位移台部在与所述平行相垂直的方向上调节所述第一金属板与所述第二金属板之间的板间距d达到初值dx ； 采用位移台部调节所述板间距d基于初值dx在上下浮动范围± Ad内进行改变，从而在太赫兹透射谱中单频滤波通道和双频滤波通道之间切换。2.根据权利要求1所述的太赫兹单频双频滤波通道切换方法，其特征在于: 其中，在入射的所述太赫兹波含有与所述第一凹槽和所述第二凹槽的长度方向一致的分量时，低阶横电(TEl)模式将在波导中被激发。3.根据权利要求1所述的太赫兹单频双频滤波通道切换装置，其特征在于: 其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽宽w小于3mm ； 所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽深h小于3_。4.根据权利要求1所述的太赫兹单频双频滤波通道切换方法，其特征在于: 其中，所述槽轴间距a是所述槽宽w的0.25倍至0.75倍。5.根据权利要求1所述的太赫兹单频双频滤波通道切换方法，其特征在于: 其中，所述板间距dx等于太赫兹透射谱中高频滤波峰对应的峰值波长值，调节范围土 Ad由电控位移平台上被加载的电压而决定的， 所述电压的电压值和正负可调节。6.根据权利要求1所述的太赫兹单频双频滤波通道切换...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈麟，朱亦鸣，徐嘉明，高春梅，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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