[发明专利]多条带状结构太赫兹波偏振分束器

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹波偏振分束器，尤其涉及一种多条带状结构太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹(Terahertz，THz，1THz=10¹²Hz)波通常是指电磁波谱上位于微波和红外线之间，频率在0.1~10THz范围内的电磁波。长期以来，由于缺乏有效的产生和检测THz波的手段，人们对该段电磁波的特性知之甚少，以至于该波段被称为电磁波谱上的太赫兹空隙(THz Gap)。20世纪90年代以后，随着飞秒超快激光技术的发展，为太赫兹脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使得太赫兹波段的理论研究和应用技术都取得了很大的进展。太赫兹波科学技术是一门综合性很强的前沿学科，它涉及电磁学、半导体物理学、化学、光电子学、通信理论、量子理论以及材料科学等许多个重要学科。微观上太赫兹波是具有量子特征的电磁波，而宏观上太赫兹波具有类似微波的穿透能力和类似光波的方向性。因此太赫兹波科学技术在微观和宏观领域都具有重要的学术研究价值和实际应用价值。太赫兹的重要性基于太赫兹波的许多独特性质，如：瞬态性、宽带性、高信噪比、相干性、低能性、高穿透性等，由于以这些独特的性质，使得它在各种超快过程探测、材料表征、环境检测、物体成像、医疗诊断、宽带移动通信等物理学、材料学、生物学、医学、天文学和信息学领域具有广阔的应用前景。

太赫兹波技术的应用离不开高性能的太赫兹波功能器件作保障。但现有的太赫兹波功能器件往往结构复杂、体积较大、不易于集成并且能量损耗高、价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹器件成为太赫兹波应用关键。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，目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究，但相关的研究报道很少，因此有必要设计一种结构简单紧凑、易于集成、损耗低、分束率高的太赫兹波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结构复杂、实际制作困难、成本高、难以集成的不足，提供一种结构简单、损耗低的多条带状结构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：

多条带状结构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、L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导、包覆层；基体上设有L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导，基体和波导表面均被包覆层覆盖，L形波导与第一直波导之间等间距设有第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导，L形波导由横向直波导、四分之一圆弧波导、纵向直波导顺次连接而成；太赫兹波信号从太赫兹波输入端输入，TE波经第一直波导从第一信号输出端输出，TM波经L形波导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540μm~560μm，宽度为450μm~460μm，厚度为300μm~400μm。所述的波导的材料为硅，厚度均为30μm~40μm。所述的L形波导的宽度为30μm~40μm；横向直波导的长度为400μm~420μm，四分之一圆弧波导的外半径为120μm~140μm，纵向直波导的长度为150μm~160μm。所述的第一直波导的长度为400μm~420μm，宽度为30μm~40μm。所述的第二直波导和第六直波导的尺寸相同，长度均为250μm~260μm，宽度均为20μm~25μm。所述的第三直波导和第五直波导的尺寸相同，长度均为170μm~180μm，宽度均为10μm~15μm；所述的第四直波导的长度为90μm~100μm，宽度为5μm~10μm。所述的L形波导、第一直波导、第二直波导、第三直波导、第四直波导、第五直波导、第六直波导之间的距离相等，均为5μm~10μm。所述的包覆层的材料为二氧化硅，厚度为2μm~5μm。

本发明的多条带状结构太赫兹波偏振分束器具有结构简单紧凑、尺寸小、便于制作、损耗低、分束率高、易于集成等优点。

附图说明

图1是多条带状结构太赫兹波偏振分束器结构示意图；

图2是多条带状结构太赫兹波偏振分束器截面示意图；

图3是L形波导的组成结构示意图；

图4是第一信号输出端的TE波、TM波传输曲线；

图5是第二信号输出端的TM波、TE波传输曲线。

具体实施方式