[发明专利]三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器

说明书

技术领域

本发明涉及分束器，尤其涉及一种三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹波或称为太赫兹射线是从上个世纪80年代中后期才被正式命名的，在此以前科学家们统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz~10THz（波长在30μm ~ 3mm）范围的电磁波，介于微波与红外之间。实际上，在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9μm和20μm，之后又有到达50μm的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为太赫兹间隙。随着上世纪80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，获得宽带稳定的脉冲太赫兹源成为一种准常规技术，太赫兹技术得以迅速发展。与微波和红外相比，太赫兹波具有很多独特的特性：低能性、相干性、瞬态性、透射性等，使得它在成像、医学诊断、通信、天文等领域都有着广阔的应用前景。目前的无线通信宽带已无法满足人们对高速率无线通信的需求，由于太赫兹波在无线传输速度上可以达到10Gb/s，比当前宽带技术要快几百至一千多倍，因此研发太赫兹波段无线通信系统能够有效地满足未来信息社会对超宽带高速率的需求，具有广阔的应用前景和实际价值。

太赫兹波偏振分束器是太赫兹波通信系统中非常重要的太赫兹波器件，目前国内外很多科研机构都致力于太赫兹偏振分束器的研究并取得了一定的进展，但是这些器件透射率比较低、结构复杂、成本高、体积大、难以制作。因此有必要设计一种结构简单，尺寸小、分束效率高的太赫兹偏振分束器以满足未来太赫兹波通信技术应用需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术透射率比较低，结构复杂，实际制作过程困难，成本较高的不足，提供一种高分束率的三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第一圆弧形波导、第二圆弧形波导、第一等边三角形波导、第二等边三角形波导、第三等边三角形波导；第一直波导的右端连接在第一圆弧形波导下端点；第一等边三角形波导、第二等边三角形波导、第三等边三角形波导共用一个顶点，并与第一圆弧形波导的上端相连；第一等边三角形波导的一边的一半作为第二等边三角形波导的一条边，第二等边三角形波导的另一边的一半作为第三等边三角形波导的一条边；第二圆弧形波导的上端连接在第一等边三角形波导的一边上，第二圆弧形波导的下端连接在第二直波导的右端；第二直波导的左端连接在第三直波导上；第四直波导放置在第二圆弧形波导的右上方；太赫兹波从太赫兹波输入端输入，TE波从第一信号输出端输出、TM波从第二信号输出端输出，获得偏振分束的功能。

所述的第一直波导的长度为280~300μm，宽度为35~40μm，高度为30~35μm；所述的第二直波导的长度为90~100μm，宽度为35~40μm，高度为30~35μm；所述的第三直波导的长度为180~200μm，宽度为35~40μm，高度为30~35μm；所述的第四直波导的长度为280~300μm，宽度为35~40μm，高度为30~35μm。所述的第一圆弧形波导的内径为270~280μm，外径为300~310μm，所对的圆心角为6°-~10°；所述的第二圆弧形波导的内径为270~280μm，外径为300~310μm，所对的圆心角为310°~315°。所述的第一等边三角形波导的内边长为180~190μm，外边长为210~220μm。所述的第二等边三角形波导的内边长为90~95μm，外边长为105~110μm。所述的第三等边三角形波导的内边长为90~95μm，外边长为105~110μm。所述的第四直波导与第二圆弧形波导之间的距离为20~30μm。所述的第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第一圆弧形波导、第二圆弧形波导、第一等边三角形波导、第二等边三角形波导、第三等边三角形波导的材料均为硅。

本发明的三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点。

附图说明

图1是三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器的二维平面示意图；

图2是三个三角形结构的太赫兹波偏振分束器的第一信号输出端的TE波、TM波输出功率曲线；