专利名称：双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器的制作方法
技术领域：
本发明涉及分束器，尤其涉及一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器。
背景技术：
太赫兹频域是指频率在O. ITHflOTHz，处于微波的高频端和远红外光的低频端之间的电磁波段。它处于电子学向光子学过渡的领域，集成了微波通信与光通信的优点首先太赫兹波通信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。另外太赫兹波具有很好的穿透性，它能以很小的衰减穿透烟尘、墙壁、碳板、布料及陶瓷等物质，解决了光通信在烟尘等恶劣环境中的局限。太赫兹波的传输特性决定了太赫兹波可以应用于无线通信。日益发展的太赫兹波技术在天文、生物医学、安全及环境监测、成像、宽带无线通信等方面均具有重大的科学价值和广阔的应用前景，其中太赫兹波通信技术具有毫米波通信及光通信的特性，可以应用于室内局域网通信等方面。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，太赫兹技术仍将是未来很长一段时间世界范围内广泛研究的热点。近年来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，需要进行大量的研究工作，目前国内外对于太赫兹波的功能器件研究也已逐渐展开。太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，用于操控、控制太赫兹波系统中的太赫兹波，因此，太赫兹波偏振分束器研究对促进太赫兹波功能器件的研究具有不可或缺的重要意义。然而目前，太赫兹波段的偏振分束器件还十分有限，现有的太赫兹波偏振分束器往往结构复杂、体积庞大、难以制作并且价格昂贵，因此有必要设计一种结构简单紧凑、体积小、质量轻、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需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种双正六边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
双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器包括太赫兹波输入端、第一输出端、第二输出端、平板偏振器；平板偏振器的上部设有第一孔状镂空阵列，平板偏振器的中间设有第二孔状镂空阵列，平板偏振器的下部从上到下设有第三孔状镂空阵列和第四孔状镂空阵列，第一孔状镂空阵列由3 X N个大孔状镂空组成，第三孔状镂空阵列由I X N个大孔状镂空组成，第四孔状镂空阵列由4XN个大孔状镂空组成，N为自然数，第二孔状镂空阵列包含左上侧的正六边形结构和右下侧的正六边形结构，第二孔状镂空阵列的余下位置由大孔状镂空组成，每四个孔状镂空构成正六边形结构的一条边，左上侧的正六边形结构和右下侧的正六边形结构共用由两端是两个大孔状镂空、中间是两个小孔状镂空组成的一条斜边，左上侧的正六边形结构的上边和右下侧的正六边形结构的下边均由两端是两个大孔状镂空、中间是两个小孔状镂空组成，左上侧的正六边形结构和右下侧的正六边形结构中间均设有由大孔状镂空组成的梅花型镂空阵列，平板偏振器上的所有孔状镂空阵列的相邻两行均错开排列，第一孔状镂空阵列与第二孔状镂空阵列之间左侧设有太赫兹波输入端，第一孔状镂空阵列与第二孔状镂空阵列之间右侧设有第一输出端，第二孔状镂空阵列与第四孔状镂空阵列之间右侧设有第二输出端，当太赫兹波从太赫兹波输入端输入时，通过第二孔状镂空阵列左上侧的正六边形结构和右下侧的正六边形结构的耦合作用，TE波将从第二输出输出，而TM波直接从第一输出端输出，实现偏振分束的作用。所述的相邻大孔状镂空间距和相邻小孔状镂空间距均为24(Γ260 μ m。所述的大孔状镂空半径为8(Γ90 μ m,小孔状镂空半径为4(Γ50 μ m。所述的全部孔状镂空阵列相邻两行错开的距离均为12(Γ 30μπι。所述的平板偏振器的材料为砷化镓。本发明的双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器具有本发明具有结构简单紧凑，尺寸小，体积小，质量轻，分束率高等优点，满足在太赫兹波医学成像、环境监测、太赫兹波通信等领域应用的要求。
图I是双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器的三维结构示意 图2是双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器的二维结构示意 图3是双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器第一输出端输出的TM、TE波的传输曲线
图4是双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器第二输出端输出的ΤΕ、ΤΜ波的传输曲线图。
具体实施例方式如图f 2所示，双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器包括太赫兹波输入端I、第一输出端2、第二输出端3、平板偏振器4 ;平板偏振器4的上部设有第一孔状镂空阵列5，平板偏振器4的中间设有第二孔状镂空阵列6，平板偏振器4的下部从上到下设有第三孔状镂空阵列7和第四孔状镂空阵列8，第一孔状镂空阵列5由3XN个大孔状镂空9组成，第三孔状镂空阵列7由IXN个大孔状镂空9组成，第四孔状镂空阵列8由4XN个大孔状镂空9组成，第二孔状镂空阵列6包含左上侧的正六边形结构11和右下侧的正六边形结构12，第二孔状镂空阵列6的余下位置由大孔状镂空9组成，N为自然数，每四个孔状镂空构成正六边形结构的一条边，左上侧的正六边形结构11和右下侧的正六边形结构12共用由两端是两个大孔状镂空9、中间是两个小孔状镂空10组成的一条斜边13，左上侧的正六边形结构11的上边和右下侧的正六边形结构12的下边均由两端是两个大孔状镂空9、中间是两个小孔状镂空10组成，左上侧的正六边形结构11和右下侧的正六边形结构12中间均设有由大孔状镂空9组成的梅花型镂空阵列，平板偏振器4上的所有孔状镂空阵列的相邻两行均错开排列，第一孔状镂空阵列5与第二孔状镂空阵列6之间左侧设有太赫兹波输入端1，第一孔状镂空阵列5与第二孔状镂空阵列6之间右侧设有第一输出端2，第二孔状镂空阵列6与第四孔状镂空阵列8之间右侧设有第二输出端3，当太赫兹波从太赫兹波输入端I输入时，通过第二孔状镂空阵列6左上侧的正六边形结构11和右下侧的正六边形结构12的耦合作用，TE波将从第二输出3输出，而TM波直接从第一输出端2输出，实现偏振分束的作用。
所述的相邻大孔状镂空9间距和相邻小孔状镂空10间距均为24(Γ260 μ m。所述的大孔状镂空9半径为8(Γ90 μ m,小孔状镂空10半径为4(Γ50 μ m。所述的全部孔状镂空阵列相邻两行错开的距离均为12(Γ 30μπι。所述的平板偏振器4的材料为砷化镓。实施例I
双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器的第一孔状镂空阵列由3X32个大孔状镂空组成，第二孔状镂空阵列共有10行，第三孔状镂空阵列由IX 19个大孔状镂空组成，第四孔状镂空阵列由4X32个大孔状镂空组成。相邻大孔状镂空和相邻小孔状镂空间距均为240 μ m。大孔状镂空半径为80 μ m，小孔状镂空半径为40 μ m。平板偏振器上的全部孔状镂空阵列的相邻两行均错开排列，错开的距离均为120 μ m。平板偏振器的材料为砷化镓，折射率为3. 25。双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器第一输出端输出的TM波、TE波的传输曲线如图3所示，在O. 3^1. 2THz频段范围内，TM波的最大传输率为O. 98，TE波的最小传输率为O. 02。双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器第二输出端输出的TE波、TM波的传输曲线如图4所示，在O. 3^1. 2THz频段范围内，TE波最大传输率为O. 97，TM波最小传输率为 O. 01。这说明本发明所设计的双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器的第一输出端输出TM波，第二输出端输出TE波，实现了偏振分束的功能，而且具有较高的分束效率。
权利要求
1.一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于包括太赫兹波输入端(I)、第一输出端(2)、第二输出端(3)、平板偏振器(4);平板偏振器(4)的上部设有第一孔状镂空阵列(5)，平板偏振器(4)的中间设有第二孔状镂空阵列(6)，平板偏振器(4)的下部从上到下设有第三孔状镂空阵列(7)和第四孔状镂空阵列(8)，第一孔状镂空阵列(5)由3XN个大孔状镂空(9)组成，第三孔状镂空阵列(7)由I XN个大孔状镂空(9)组成，第四孔状镂空阵列(8)由4XN个大孔状镂空(9)组成，N为自然数，第二孔状镂空阵列(6)包含左上侧的正六边形结构(11)和右下侧的正六边形结构(12)，第二孔状镂空阵列(6)的余下位置由大孔状镂空(9)组成，每四个孔状镂空构成正六边形结构的一条边，左上侧的正六边形结构(11)和右下侧的正六边形结构(12)共用由两端是两个大孔状镂空(9)、中间是两个小孔状镂空(10)组成的一条斜边(13)，左上侧的正六边形结构(11)的上边和右下侧的正六边形结构(12)的下边均由两端是两个大孔状镂空(9)、中间是两个小孔状镂空(10)组成，左上侧的正六边形结构(11)和右下侧的正六边形结构(12)中间均设有由大孔状镂空(9)组成的梅花型镂空阵列，平板偏振器(4)上的所有孔状镂空阵列的相邻两行均错开排列，第一孔状镂空阵列(5)与第二孔状镂空阵列(6)之间左侧设有太赫兹波输入端(I )，第一孔状镂空阵列(5)与第二孔状镂空阵列(6)之间右侧设有第一输出端(2)，第二孔状镂空阵列(6)与第四孔状镂空阵列(8)之间右侧设有第二输出端(3)，当太赫兹波从太赫兹波输入端(I)输入时，通过第二孔状镂空阵列(6)左上侧的正六边形结构(11)和右下侧的正六边形结构(12)的耦合作用，TE波将从第二输出(3)输出，而TM波直接从第一输出端(2)输出，实现偏振分束的作用。
2.根据权利要求I所述的一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的相邻大孔状镂空(9)间距和相邻小孔状镂空(10)间距均为24(Γ260μπι。
3.根据权利要求I所述的一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的大孔状镂空(9)半径为8(Γ90 μ m,小孔状镂空(10)半径为4(Γ50 μ m。
4.根据权利要求I所述的一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的全部孔状镂空阵列相邻两行错开的距离均为12(Γ130 μ m。
5.根据权利要求I所述的一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的平板偏振器(4)的材料为砷化镓。
全文摘要
本发明公开了一种双正六边形结构的太赫兹波偏振分束器。它包括太赫兹波输入端、第一输出端、第二输出端、平板偏振器；平板偏振器的上部设有第一孔状镂空阵列，中间设有第二孔状镂空阵列，下部设有第三孔状镂空阵列和第四孔状镂空阵列，第一孔状镂空阵列与第二孔状镂空阵列之间左侧设有太赫兹波输入端，第一孔状镂空阵列与第二孔状镂空阵列之间右侧设有第一输出端，第二孔状镂空阵列与第四孔状镂空阵列之间右侧设有第二输出端。本发明具有结构简单紧凑，尺寸小，体积小，质量轻，分束率高等优点，满足在太赫兹波医学成像、环境监测、太赫兹波通信等领域应用的要求。
文档编号G02B6/27GK102902017SQ20121037930
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者李九生 申请人:中国计量学院