[发明专利]双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器

说明书

技术领域

本发明涉及分束器，尤其涉及一种双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹技术是20世纪80年代末发展起来的一种高新技术，近些年来颇受关注，  它在生物医学、产品检测、无线通信等领域有广阔的应用前景。太赫兹辐射在19世纪已经为人们所认识，美国贝尔实验室的奥斯顿等人在研究超快半导体现象时，发现了砷化镓光电导探测效应，1982年有关结果在美国权威杂志《科学》上发表，引发了科学界的广泛关注，成为20世纪末的热门课题。但是，由于没有稳定的辐射源和探测器，以及太赫兹波段在电磁波所处于的特殊位置，使得太赫兹波段成为了科学界的“真空地带”。太赫兹波在频域上处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，处于电子学向光子学的过渡区域，太赫兹波具有独特的性质，如它集成了微波通信与光通信的优点，能够获得比微波通信大得多的带宽，能有效解决日益严峻的频带资源短缺的问题。目前，太赫兹波科学技术已得到国际学术界的广泛关注，国际上关于太赫兹波的研究机构大量涌现，并取得了很多研究成果。太赫兹波科学技术被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一。

太赫兹波功能器件是太赫兹波科学技术研究中的重点和难点，现有的太赫兹波功能器件结构复杂、体积较大并且价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波应用的关键。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波功能器件，它可应用于太赫兹波系统，实现对太赫兹波的控制。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，但是它们往往结构复杂、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来满足未来太赫兹波技术应用的需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术分束率比较低，结构复杂，实际制作过程困难的不足，提供一种高分束率的双直角弯波导形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：

双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器包括太赫兹波输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、基体、分支形输入波导、第一直拐角波导、第二直拐角波导、两个圆环形柱、两个方形边框；基体上设有分支形输入波导、第一直拐角波导、第二直拐角波导、两个圆环形柱、两个方形边框；分支形输入波导为上下对称结构，它由共用一条边的两个直角弯波导组成，放置在基体的左侧，第一直拐角波导、第二直拐角波导上下对称放置在基体的右侧，分支形输入波导上侧分支与第一直拐角波导之间设有两个圆环形柱，分支形输入波导下侧分支与第二直拐角波导之间设有两个方形边框；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。

所述的基体的材料为二氧化硅，长度为2560μm~2600μm，宽度为1500μm~2000μm，厚度为300μm~400μm。所述的分支形输入波导、第一直拐角波导、第二直拐角波导、两个圆环形柱、两个方形边框的材料为硅，厚度均为50μm~100μm。所述的分支形输入波导的共用边长度为200μm~300μm，上下两侧分支的长度均为500μm~600μm，圆弧外圆半径为100μm~150μm，波导宽度为50μm~100μm。所述的第一直拐角波导与第二直拐角波导之间的距离为50μm~100μm；第一直拐角波导、第二直拐角波导的尺寸大小相同，圆弧外圆半径均为100μm~150μm，波导宽度均为50μm~100μm；第一直拐角波导的纵向分支和横向分支的长度均为500μm~600μm。所述的两个圆环形柱间隔距离为20μm~30μm，外圆半径为350μm~400μm，内圆半径为300μm~350μm。所述的两个方形边框间隔距离为20μm~30μm，外侧方形边长为700μm~750μm，内侧方形边长为600μm~750μm。

本发明的双直角弯波导形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、易于集成等优点。

附图说明：

图1是双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器立体结构示意图；

图2是双直角弯波导形太赫兹波偏振分束器二维结构示意图；

图3是第一信号输出端的TE波、TM波传输曲线；

图4是第二信号输出端的TM波、TE波传输曲线。

具体实施方式