[实用新型]对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器

说明书

技术领域

本实用新型涉及分束器，尤其涉及一种对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器。

背景技术

太赫兹波通常指频率在0.1-10THz(或波长在0.03-3mm)的电磁波。太赫兹波段处于微波毫米波与红外线光学之间, 是电子学与光子学之间的过渡区由于太赫兹在电磁波谱的特殊位置,科学研究和技术应用上的空白点很多,因此太赫兹波段也被称为太赫兹空白。太赫兹波具有优越的性能,在物理、化学和生命科学等基础研究学科以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信和武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景,受到世界各国的关注。然而常规材料难于在太赫兹波段发生电磁响应, 特别是磁响应,人们在研制太赫兹器件,实现对太赫兹波的探测和操纵时面临很多限制。长期以来,对太赫兹波产生、探测及调控的材料和器件研究一直是太赫兹科学和技术研究领域的重点。

太赫兹波通信系统离不开各种太赫兹波功能器件的性能保障。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究虽然已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，相比太赫兹波产生和检测装置及太赫兹波传输波导的快速发展，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。对太赫兹波偏振分束器进行研究对于促进太赫兹波功能器件的研究有不可或缺的重要意义。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，用于控制太赫兹波系统中的太赫兹波。目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究并取得了一定的进展，但是很少有相关报道。现有的太赫兹波偏振分束器往往结构复杂、体积较大并且价格昂贵，小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键，因此有必要设计一种结构简单，分束效率高的太赫兹偏振分束器以满足未来太赫兹波技术应用需要。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术偏振分束透射率比较低，结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器包括信号信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、拱形平板偏振器、拱形耦合区域；拱形平板偏振器有拱形平板叠加而成，拱形平板偏振器分隔组成两拱形耦合区域，其中一拱形耦合区域的两端口分别为第一信号输出端、第二信号输出端，另一拱形耦合区域的一端口为信号输入端。

所述的带状拱形耦合区域，宽度为8mm-10mm。所述的拱形平板偏振器长度40-45mm。所述的拱形平板弯曲角度θ为150度。所述的拱形平板偏振器间距离为10mm。

本实用新型的对称式拱形一维光子晶体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，满足在太赫兹波成像、医学诊断、太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明

图1是对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的结构示意图；

图2是对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的端口面示意图；

图3是太赫兹波偏振分束器第一信号输出端的TE、TM波透射率曲线；

图4是太赫兹波偏振分束器第二信号输出端的TM、TE波透射率曲线。

具体实施方式

如图1~4所示，对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器包括信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、拱形平板偏振器4、拱形耦合区域5；拱形平板偏振器4有拱形平板叠加而成，拱形平板偏振器4分隔组成两拱形耦合区域5，其中一拱形耦合区域5的两端口分别为第一信号输出端2、第二信号输出端3，另一拱形耦合区域5的一端口为信号输入端1。

所述的带状拱形耦合区域5，宽度为8mm-10mm。所述的拱形平板偏振器4长度40-45mm。所述的拱形平板弯曲角度θ为150度。所述的拱形平板偏振器4间距离为10mm。

实施例1

对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器上，a为2mm，间距d为10mm， 拱形平板偏振器4长度45mm，拱形平板弯曲角度θ₁均为为180度。所述的U形平板弯曲角度θ₂为180度。材料为聚合物和晶体硅相邻分布材料，折射率分别为n₁=3.42和n₂=1.6，对称式拱形耦合区域材料为空气n₀=1。对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的第一信号输出端2的TE波、TM波透射率曲线如图3所示，在0.1~1.0THz频段TE波最大透射率为98%，TM波最小透射率为2%。对称式拱形一维光子晶体太赫兹波偏振分束器的第二信号输出端3的TM波、TE波透射率曲线如图4所示，在0.1~1.0THz频段TM波最大透射率为99%，TE波最小透射率为1%。