[发明专利]可控太赫兹波带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹波滤波器，尤其涉及一种可控太赫兹波带通滤波器。

背景技术

太赫兹波科学技术是近20年迅速发展起来的一门新兴交叉学科。太赫兹波通常定义为频率从0.1~10THz(10¹²Hz)范围内的电磁波。太是兆兆(Tera)的英文音译，所以太赫兹电磁波也被称为T射线，属于远红外和亚毫米波范畴。太赫兹技术之所以引起人们广泛的关注，首先是因为该波段电磁波的重要性，物质的太赫兹光谱包含有非常丰富的物理和化学信息，研究材料在这一波段的光谱对于物质结构的探索具有重要意义。基于太赫兹波自身独特的优点使它在成像、医学诊断、环境科学、信息通信、生物化学及基础物理研究领域有着广阔的应用前景。太赫兹频率位于红外线和高频无线电（主要用在移动电话和其它无线通信系统中）之间，由于该频率是目前手机通信频率的1000倍左右，是很好的宽带信息载体，特别适合局域网的宽带移动通讯。体积小、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术在通讯领域应用的关键。

太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率范围和噪声，提高系统的性能。目前太赫兹滤波器结构主要基于光子晶体、超材料、表面等离子体等结构，虽然一些滤波器的加工制作技术已经比较成熟，但是往往结构复杂，实际制作过程困难，频带不可调，成本较高。对加工工艺和加工环境要求也高。因此迫切需要研究出结构简单、尺寸小、便于调节和制作的太赫兹滤波器来满足太赫兹波段技术应用的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术结构复杂，实际制作过程困难，成本较高的不足，提供一种制作方便，滤波性能优良的可控太赫兹波带通滤波器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

可控太赫兹波带通滤波器包括包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、基体、第一直波导、多边形环波导、圆环波导、矩形环波导、灯泡形波导、第二直波导、激光输入端；基体上设有第一直波导、多边形环波导、圆环波导、右侧矩形环波导、灯泡形波导、第二直波导，多边形环波导由等腰直角三角形环波导和正方形环波导连接而成，第一直波导的右端与等腰直角三角形环波导的顶端相连，多边形环波导的右侧设有圆环波导，圆环波导右侧设有矩形环波导，矩形环波导的左上侧上边缺口连接有灯泡形波导，第二直波导的左端与矩形环波导右边的中心相连，激光垂直照射在圆环波导的中心位置；太赫兹波从太赫兹波输入端输入，当无外加激光照射时，频率为0.33THz的太赫兹波经过圆环波导的耦合作用，从太赫兹波输出端输出，当有外加激光照射时，圆环波导的谐振频率点发生改变，频率为0.30THz的太赫兹波从太赫兹波输出端输出，而频率为0.33THz的太赫兹波不能从太赫兹波输出端输出，实现可控带通滤波器的功能。

所述的基体的材料为砷化镓，长度为2940μm~2960μm，宽度为1300μm~1400μm，厚度为200μm~300μm。所述的第一直波导、多边形环波导、圆环波导、矩形环波导、灯泡形波导、第二直波导的材料为硅，厚度均为30μm~40μm。所述的第一直波导、第二直波导的长度分别为100μm~200μm，200μm~300μm；波导宽度均为60μm~80μm。所述的多边形环波导的宽度为60μm~80μm，等腰直角三角形环波导的底边长度为500μm~600μm，正方形环波导的边长为500μm~600μm。所述的圆环波导的外圆半径为250μm~300μm，波导宽度为60μm~80μm；圆环波导与多边形环波导、矩形环波导之间的距离均为20μm~30μm。所述的矩形环波导的外侧矩形长为800μm~900μm，宽为500μm~600μm，波导宽度为60μm~80μm；矩形环波导的上边缺口长度为30μm~50μm。所述的灯泡形波导为左右对称结构，波导宽度为60μm~80μm；灯泡形波导的上侧为半圆环波导，外圆半径为200μm~250μm，下侧左右端的两段弧长均分别为260μm~280μm、150μm~180μm。

本发明的可控太赫兹波带通滤波器具有损耗低，结构简单新颖、实现方便、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。

附图说明：

图1是可控太赫兹波带通滤波器的结构示意图；

图2是无外加激光时，可控太赫兹波带通滤波器的性能曲线；

图3是有无外加激光时，可控太赫兹波带通滤波器的性能曲线。

具体实施方式