[实用新型]周期性B形结构的可调谐太赫兹波滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性B形结构的可调谐太赫兹波滤波器。 

背景技术

太赫兹波，通常是指频率从0.1THz到10THz，介于微波和可见光之间的电磁波，它的波长从3mm到30μm。太赫兹波段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，它既不完全适合用光学理论来处理，也不完全适合微波理论来研究。直至20世纪80年代，对太赫兹波段各方面特性的研究和了解都基于理论层次上，而且非常有限，形成了远红外线和毫米波之间所谓的“太赫兹空隙”。近年来由于自由电子激光器、超快技术和材料制备技术的长足进步，推动了太赫兹源和探测技术的进步，使太赫兹技术领域迅速成为重要的科学研究前沿之一，并逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。 

太赫兹系统由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不必要的频率和噪声，提高系统的性能，因此太赫兹波滤波器作为太赫兹系统中不可缺少的功能器件之一，在实际应用中有非常重要的作用。 

目前太赫兹波滤波器结构主要基于光子晶体、超颖材料、表面等离子体等结构，虽然一些滤波器的加工制作技术已经比较成熟，但是往往结构复杂，实际制作过程困难，滤波器的频带不可调，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。因此迫切需要研究出结构简单、尺寸小、便于调节和制作的太赫兹波滤波器来满足太赫兹波应用的要求。 

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B形结构的可调谐太赫兹波滤波器。 

周期性B形结构的可调谐太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、B形结构传输层、铁磁材料层、基体，B形结构传输层、铁磁材料层、基体顺次相连；在B形结构传输层包括N×N个B形周期单元，B形周期单元包括正方形结构、E形镂空结构，正方形结构上镂空有E形镂空结构，E形镂空结构由左侧镂空臂、上侧镂空臂、中镂空臂、下侧镂空臂组成，在传输层与基体外加可控磁场；信号从信号输入端输入，依次经过B形结构传输层、铁磁材料层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻B形周期单元的间距为80～120μm。所述的正方形结构的边长为60～100μm。所述的左侧镂空臂的结构为矩形，宽度为3～8μm，长度为20～50μm，上侧镂空臂和下侧镂空臂结构相同，均为矩形，长度为20～50μm，宽度为3～7μm，中镂空臂结构为矩形，长度为20～50μm，宽度为1～4μm。所述的B形结构传输层的材料为铜，铁磁材料层的材料为钇铁石榴石，基体的材料为钆镓石榴石。 

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。 

附图说明

图1是周期性B形结构的可调谐太赫兹波滤波器结构示意图； 

图2是本实用新型的B形结构传输层结构示意图；

图3是本实用新型的B形周期单元结构示意图；

图4是本实用新型不加外磁场时的S曲线；

图5是本实用新型加外磁场时的S曲线。

具体实施方式

如图1～3所示，周期性B形结构的可调谐太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、B形结构传输层3、铁磁材料层5、基体6，B形结构传输层3、铁磁材料层5、基体6顺次相连；在B形结构传输层3包括N×N个B形周期单元4，B形周期单元4包括正方形结构7、E形镂空结构8，在传输层3与基体6外加可控磁场13；正方形结构7上镂空有E形镂空结构8，E形镂空结构8由左侧镂空臂9、上侧镂空臂10、中镂空臂11、下侧镂空臂12组成；信号从信号输入端1输入，依次经过B形结构传输层3、铁磁材料层5、基体6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B形周期单元4的间距为80～120μm。所述的正方形结构7的边长为60～100μm。所述的左侧镂空臂9的结构为矩形，宽度为3～8μm，长度为20～50μm，上侧镂空臂10和下侧镂空臂12结构相同，均为矩形，长度为20～50μm，宽度为3～7μm，中镂空臂11结构为矩形，长度为20～50μm，宽度为1～4μm。所述的B形结构传输层3的材料为铜，铁磁材料层5的材料为钇铁石榴石，基体6的材料为钆镓石榴石。 

实施例1 

结构个数N＝80个，正方形边长a＝40μm，E形结构中镂空臂长为18，宽为3μm，左镂空臂9的长为12μm，宽为4μm；上镂空臂10和下镂空臂12的长为10μm，宽为4μm；基体是钆镓石榴石材料，铁磁材料层是钇铁石榴石材料，传输层结构是铜质材料。在外加磁场B＝0A/m的情况下，用THz-TDS测得该滤波器中心频率点为0.98THz，该点的回波损耗S11 是-12.5dB，插入损耗S21是-0.71dB。在外加磁场B＝50000A/m的情况下，用THz-TDS测得该滤波器中心频率点为1.15THz，该点的回波损耗S11是-12.4dB，插入损耗S21是-0.73dB。