专利名称：周期性卐字形镂空结构的太赫兹波滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器。
背景技术：
THz辐射(Τ射线)通常指的是频率在0. ITHz IOTHz (波长在3 μ m 3mm)之间的电磁波，其波段在微波和红外光之间，属于远红外波段，在20世纪80年代中期以前，由于缺乏有效的产生方法和检测手段，科学家对于该波段电磁辐射性质的了解非常有限.近十几年来，随着超快激光技术的迅速发展，为THz脉冲的产生提供了稳定、可靠的激发光源，使 THz辐射的产生和应用得到了蓬勃发展。物质的THz谱非常重要，包含着丰富的物理和化学信息。同时，THz辐射的优点决定了它在很多方面可以成为傅立叶变换红外光谱技术和 X射线技术的互补技术，使THz电磁波在很多基础研究领域、工业应用及军事应用领域有相当重要的应用。随着THz技术的发展，THz技术的应用领域也在不断地拓宽，它在生物学、 医学、微电子学、农业及其它领域也有很大的应用潜力。目前，世界上许多研究机构相继开展了 THz技术的深入研究，并且已取得了很多重要的进展。但是，在国内关于THz技术的研究仍处于起步阶段。在未来很长一段时间内，太赫兹研究将会理加深入，并且可以预测到其长足的发展太赫兹系统在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率范围和噪声，提高系统的性能，因而太赫兹波滤波器在实际中有重要的应用。当前国内外研究的并提出过的太赫兹波滤波器结构主要基于光子晶体、表面等离子体等结构，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波滤波器来支撑太赫兹波应用领域的发展。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器。周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、田字形镂空结构传输层、基体；S字形镂空结构传输层与基体相连，S字形镂空结构传输层包括 NXN个田字形镂空周期单元，其中，N是自然数，田字形镂空周期单元由一个正方形镂空结构和4个勾形镂空结构按顺时针方向旋转90度连接而成，勾形镂空结构包括第一矩形镂空结构，第二矩形镂空结构和第三矩形镂空结构，第二矩形镂空结构分别与第一矩形镂空结构、第三矩形镂空结构垂直相连；信号从信号输入端输入，依次经过田字形镂空结构传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。所述的一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的两个相邻S字形镂空周期单元的间距为28(Γ320μπι。所述的第一矩形镂空结构的长为100 120 μ m,宽为40 60 μ m。第二矩形镂空结构的长为90 110 μ m,宽为40 60 μ m,第三矩形镂空结构的长为9(Γ110 μ m,宽为4(Γ60 μ m,正方形镂空结构的边长为40 60 μ m。所述的基体的材料为高阻硅材料，S字形镂空结构传输层的材料为铜。本实用新型具有频率选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。
图1是周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器的结构示意图；图2是本实用新型的田字形镂空结构传输层的结构示意图；图3是田字形镂空周期单元的结构示意图；图4是本实用新型的太赫兹波滤波器性能曲线。
具体实施方式
如图广4所示，周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、田字形镂空结构传输层3、基体5 ；田字形镂空结构传输层3与基体5相连，田字形镂空结构传输层3包括NXN个田字形镂空周期单元4，其中，N是自然数，田字形镂空周期单元4由一个正方形镂空结构10和4个勾形镂空结构6按顺时针方向旋转90度连接而成，勾形镂空结构6包括第一矩形镂空结构7，第二矩形镂空结构8和第三矩形镂空结构9， 第二矩形镂空结构8分别与第一矩形镂空结构7、第三矩形镂空结构9垂直相连；信号从信号输入端1输入，依次经过S字形镂空结构传输层3、基体5之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。所述的两个相邻田字形镂空周期单元4的间距为28(Γ320μπι。所述的第一矩形镂空结构7的长为100 120 μ m,宽为40 60 μ m,第二矩形镂空结构8的长为90 110 μ m，宽为40 60 μ m，第三矩形镂空结构9的长为90 110 μ m,宽为40 60 μ m,正方形镂空结构10的边长为4(Γ60 μ m。所述的基体5的材料为高阻硅材料，田字形镂空结构传输层3的材料为铜。实施例1，设定各参数值如下结构个数N为80个，结构周期为300 μ m，第一矩形镂空结构7的长为110 μ m， 宽为50 μ m。第二矩形镂空结构8的长为100 μ m，宽为50 μ m。第三矩形镂空结构9的长为100 μ m，宽为50 μ m。正方形镂空结构(10)的边长为50 μ m。周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器的基体是高阻硅材料，传输层结构是铜质材料。该滤波器的中心频率点为 1. 22THz，该点的回波损耗Sll为-37. 9dB，插入损耗S21为-0. 5dB。
权利要求1.一种周期性S字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于包括信号输入端(1)、 信号输出端(2)、田字形镂空结构传输层(3)、基体(5)；田字形镂空结构传输层(3)与基体 (5)相连，田字形镂空结构传输层(3)包括NXN个田字形镂空周期单元(4)，其中，N是自然数，S字形镂空周期单元(4)由一个正方形镂空结构(10)和4个勾形镂空结构(6)按顺时针方向旋转90度连接而成，勾形镂空结构(6)包括第一矩形镂空结构(7)，第二矩形镂空结构(8)和第三矩形镂空结构(9)，第二矩形镂空结构(8)分别与第一矩形镂空结构(7)、第三矩形镂空结构(9)垂直相连；信号从信号输入端(1)输入，依次经过田字形镂空结构传输层 (3)、基体(5)之后到达信号输出端(2)，实现对信号进行滤波。
2.根据权利要求1所述的一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的两个相邻S字形镂空周期单元(4)的间距为^(Γ320μπι。
3.根据权利要求1所述的一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的第一矩形镂空结构(7)的长为10(Γ 20μπι，宽为4(Γ60μπι。
4.根据权利要求1所述的一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的第二矩形镂空结构(8)的长为9(Γ110 μ m,宽为4(Γ60 μ m,第三矩形镂空结构(9)的长为90 110 μ m,宽为40 60 μ m,正方形镂空结构(10)的边长为40 60 μ m。
5.根据权利要求1所述的一种周期性田字形镂空结构的太赫兹波滤波器，其特征在于所述的基体(5)的材料为高阻硅材料，田字形镂空结构传输层(3)的材料为铜。
专利摘要本实用新型公开了一种周期性卐字形镂空结构的太赫兹波滤波器。卐字形镂空结构传输层与基体相连，卐字形镂空结构传输层包括N×N个卐字形镂空周期单元，其中，N是自然数，卐字形镂空周期单元由一个正方形镂空结构和4个勾形镂空结构按顺时针方向旋转90度连接而成，勾形镂空结构包括第一矩形镂空结构，第二矩形镂空结构和第三矩形镂空结构，第二矩形镂空结构分别与第一矩形镂空结构、第三矩形镂空结构垂直相连；信号从信号输入端输入，依次经过卐字形镂空结构传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。本实用新型具有频率选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。
文档编号H01P1/20GK202034470SQ20112010328
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者张宝月, 李九生 申请人:中国计量学院