[发明专利]方形螺旋式太赫兹波开关

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹应用技术领域，具体涉及一种方形螺旋式太赫兹波开关。

背景技术

太赫兹(Terahertz)指频率在0.1～10THz波段内的电磁波，位于红外和微波之间，处于宏观电子学向微观光子学的过渡阶段。早期太赫兹在不同的领域有不同的名称，在光学领域被称为远红外；在电子学领域，则称其为亚毫米波、 超微波等。太赫兹波在电磁波频谱中占有很特殊的位置，它是宏观电磁理论向微观量子理论过渡的区域，也是电子学向光子学的过渡区域。但长期以来，由于缺乏有效的太赫兹产生和检测方法，人们对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限，以至于该波段被称为电磁波谱中“太赫兹空隙”。由于超快光学、半导体、电子学和微加工等技术的发展，太赫兹波的产生和探测技术逐渐成熟，太赫兹技术也逐渐成为世界范围内广泛研究的热点，目前世界上许多国家都积极地开展太赫兹研究。太赫兹波产生和探测技术的发展大大促进了太赫兹技术及其应用的发展。在医疗诊断、产品检测、太赫兹无线通信系统等领域，太赫兹技术都有着广阔的应用前景。目前的无线通信带宽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，因此研发未来的太赫兹波段无线通信系统能够有效地满足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。目前，国际上太赫兹无线通信研究还处于起步阶段，由于其在室内高数据率无线局域网等领域可预见的应用前景，受到世界各国家的高度重视。 

太赫兹波开关是太赫兹波无线通信技术中关键的一环，不少科学家已开展了对太赫兹波开关装置的研究。但是现有的一些太赫兹波开关往往结构复杂、制作困难、成本较高，不易于集成。因此迫切需要研究出一种结构简单、体积小、易于集成、消光比高的太赫兹波开关来满足太赫兹技术实际应用的需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方形螺旋式太赫兹波开关。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

方形螺旋式太赫兹波开关包括太赫兹波输入端、太赫兹波输出端、激光输入端、Y形硅波导、第一直硅波导、方形螺旋线形硅波导、第二直硅波导、第三直硅波导、椭圆硅波导、圆弧形硅波导、第四直硅波导；方形螺旋线形硅波导包括左侧起始硅波导和右侧起始硅波导，左侧起始硅波导和右侧起始硅波导的一端均设有一个四分之一圆弧波导，左侧起始硅波导另一端和右侧起始硅波导另一端相邻向内螺旋形成方形螺旋线形硅波导，方形螺旋线形硅波导的中心位置设有两个反向半圆弧波导，方形螺旋线形硅波导的方形四角均为四分之一圆弧波导，圆弧形硅波导为上下对称结构，它由四分之一圆弧波导、直硅波导、四分之一圆弧波导顺次连接而成， Y形硅波导的上侧分支与第一直硅波导的左端相连，Y形硅波导的下侧分支与第三直硅波导的左端相连，第一直硅波导的右端与左侧起始硅波导一端相连，第二直硅波导的左端与右侧起始硅波导一端相连，圆弧形硅波导的开口向左，圆弧形硅波导的上端与第二直硅波导的右端相连，圆弧形硅波导的下端与第三直硅波导的右端相连，圆弧形硅波导的右侧中间位置与第四直硅波导的左端相连，第三直硅波导的下侧中间位置设有椭圆硅波导，外加激光垂直照射在方形螺旋线形硅波导的所在区域；太赫兹波从太赫兹波输入端输入，在没有外加激光从激光输入端输入的条件下，上侧分支太赫兹波相位延迟180°，太赫兹波不能从太赫兹波输出端输出，当有外加激光从激光输入端输入时，上下两支太赫兹波的相位相差0°，太赫兹波能从太赫兹波输出端输出，实现对太赫兹波的通断。