[发明专利]一种双腔多滤波峰带通滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，具体涉及一种双腔多滤波峰带通滤波器。

背景技术

太赫兹（THz）波是位于微波和远红外线之间的电磁波。近年来，随着超快激光技术的发展，使得太赫兹脉冲的产生有了稳定、可靠的激发光源，从此使得人们能够研究太赫兹。太赫兹在生物医学、安全监测、无损伤探测、天文学、光谱与成像技术以及信息科学等领域有着广泛的应用。而太赫兹波段的开发和利用离不开太赫兹功能器件，太赫兹滤波器是太赫兹应用的一种基本的功能器件，也是太赫兹无线通信领域的重要器件，其发展一直备受重视。

2008年，美国俄克拉荷马州立大学的D.Grischkowsky等在《光学快报》上报道了利用电化学腐蚀方法制备了光子晶体谐振腔结构，实现了从0.75-1.05THz的窄带可调谐滤波（Opt. Lett.，33,348,2008）。2009年，基于二维介质的光子晶体太赫兹滤波得以实现。填充液晶等折射率可变材料，可以通过改变填充材料的折射率实现对滤波器的调谐。（J. Opt. Soc. AmB, 26(1),101,2009）。2012年，通过引入超材料(MetaMaterial)，得到了超高带宽、较高透射的导通滤波器。（Chin. Phys. Lett. 29(9)，094209，2012）

多个滤波峰比起只有一个滤波来说，更易于实现密集波分复用（MDWM）。随着太赫兹频段的通讯技术越来越趋于成熟，可以预见在不久的将来，太赫兹波段的通讯会有迅猛地发展。而多个滤波峰对于电磁波通讯来说，相当于开通了多个通讯信道。由于光源的频率调节能力有限，所以几个密集、对称、等间距的滤波峰能够极大地提高通信系统的性能。但是，以上所述的带通滤波器都只有一个谐振腔，因此无法产生多个滤波峰，只有一个单通道可调谐滤波，在电磁波通讯领域的应用因而受到了限制。

发明内容

为了解决以上问题，本发明公开了一种双腔多滤波峰带通滤波器，其构成仅仅需要两种不同折射率的电介质，并采用两个缺陷层构成双腔，从而在太赫兹范围内可以产生多个滤波峰。通过调节两个缺陷层之间的空气层间隙的厚度，改变滤波峰的峰间距从而调节产生的滤波峰的数量，可以实现波分复用，拓展了滤波峰在电磁波通讯领域的应用。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种由电介质H和电介质L以及两个缺陷层D组成的双腔多滤波峰带通滤波器，其特征在于，包括： 

两个电介质组；

一个位移台，包括水平位移台和竖直位移台；以及

一个样品架，

其中，一层电介质层L和一层电介质层H排列组成一个LH电介质对，

电介质组包含复数个LH电介质对以及一层缺陷层D，LH电介质对依次排列，使得电介质层L和电介质层H交错排列，缺陷层D与最外面的电介质层H相邻排列，

缺陷层D的折射率与电介质层L的折射率一致，缺陷层D的厚度为一层电介质层L的2倍，

电介质层L和电介质层H的折射率不同，

两个电介质组中的两个缺陷层D对向设置，中间间隔一定的空气层间隙G， 

两个电介质组固定在水平位移台上，

位移台固定在样品架上，

水平位移台用于调节空气层间隙G的大小。

进一步，本发明的双腔多滤波峰带通滤波器，还可以具有这样的特征：其中，所述LH电介质对个数在2-10。

另外，本发明的双腔多滤波峰带通滤波器，还可以具有这样的特征：

电介质层L的厚度x_L为：，c为光速，v为滤波器的中心频率，n_L为电介质层L的折射率，电介质层H的厚度x_H为： ，n_H为电介质层H的折射率。

发明的作用与效果

本发明涉及的双腔多滤波峰带通滤波器，结构简单，取材广泛，易于加工，两种不同折射率的电介质可以为塑料、建筑材料或各种晶体和非晶体。

本发明涉及的双腔多滤波峰带通滤波器，通过采用两个缺陷层构成双腔，在低阶电磁波模式下，太赫兹波在两个缺陷层中以各种模式共振耦合，最后形成多个滤波频率和多个滤波峰。通过调节两个缺陷层之间的空气层间隙的厚度，改变滤波峰的峰间距从而调节产生的滤波峰的数量，最终实现多个密集、对称、等间距的滤波峰，可以实现等间隔滤波峰进行波分复用。

附图说明

图1为本发明的一种双腔多滤波峰带通滤波器结构示意图； 

图2为本发明的一种双腔多滤波峰带通滤波器的实验装置图；