[发明专利]太赫兹双波长波分复用/解复用器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种波分复用/解复用器件，特别涉及一种基于金属光栅波导的太赫兹双波长波分复用/解复用器件。

背景技术

太赫兹波（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波。太赫兹波在生物医学、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。那么，对于太赫兹波段的开发和利用是离不开太赫兹功能器件的，在太赫兹应用研究领域中，波分复用/解复用器件就是一种基本功能器件，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。

2003年，德国学者格瑞斯特（A.Christ）在“量子电子学和激光科学”（QELS）会议上报道了一维周期性金属表面存在可以传导的表面等离子激元（SPP），从而从理论上指出利用金属光栅制作波导的可行性（Soc.Am.QELS,1,2003）。已有技术中，也公开了一种通过理论和实验方法制备出的基于单个周期金属光栅结构的单波长分路器和耦合器（Opt.Exp.19(22),21189,2011）。另外，2012年，东南大学的崔铁军等人实现了吉赫兹波段的基于复合周期金属波导光栅的双波长波导，同时还指出这种器件能稳定传输的两个波长就是组成复合周期的两个子周期所能传输的波长（J.Phys.D:Appl.Phys.45,505104,2012）。

随着对太赫兹频段的研究越来越趋于成熟，可以预见在不久的将来，利用太赫兹波来进行通讯的太赫兹波通讯技术会有迅猛地发展。因为多个传输通道对于电磁波通讯来说，相当于开通了多个通讯信道，因此波分复用（WDM）技术会得到快速的发展。在波分复用（WDM）技术中起到中间枢纽作用的就是波分复用/解复用器件，但是，在已有技术方案中描述的太赫兹或吉赫兹器件，都只还有一个传输通道，也就无法产生多个传输通道。即使含有双通道，却不存在能将该双通道中的两个波长进行整合或分离的波分复用/解复用器件，所以使得太赫兹波在电磁波通讯领域中的应用大大受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于金属光栅波导能够对太赫兹波进行波分复用和解复用的太赫兹双波长波分复用/解复用器件。

本发明提供的一种基于金属光栅波导对太赫兹波进行波分复用和解复用的太赫兹双波长波分复用/解复用器件，具有这样的特征，包括:金属光栅部，来接受太赫兹波的入射，具有金属底座和固定在金属底座上方的光栅传输单元；以及位移台部，用于支承并且在水平方向和竖直方向上移动金属光栅部，以调节太赫兹波在光栅传输单元上的入射位置，包括水平位移台和竖直位移台，其中，光栅传输单元包括复数个高度一致的第一传递单元和复数个高度一致的第二传递单元，第二传递单元和第一传递单元之间高度互异，位于光栅传输单元的一端侧，在与太赫兹波的传输方向相垂直的行方向上排列设有各延伸整行并且交错排列的第一传递单元和第二传递单元，以形成复合周期型光栅区域，位于光栅传输单元的另一端侧，在行方向的每行中，第一传递单元和第二传递单元互相紧密排列平分占据各半行，以形成单周期型光栅区域，位于光栅传输单元的两个端侧之间，从复合周期型光栅区域往单周期型光栅区域的方向上，行方向的每相隔的两行上，分别在行方向的两端，第一传递单元和第二传递单元以一定的交界线延伸由占据整行逐渐形成了占据半行，以形成过渡区域，由复合周期型光栅区域入射，从单周期型光栅区域出射，为波分解复用器件；由单周期型光栅区域入射，从复合周期型光栅区域出射，为波分复用器件。

在本发明的太赫兹双波长波分复用/解复用器件中，还可以具有这样的特征，还包括：样品架，位于位移台部的下方，用于支承固定位移台部。

在本发明的太赫兹双波长波分复用/解复用器件中，还可以具有这样的特征：其中，交界线为直线型光滑曲线、圆弧型光滑曲线中的任意一种。

在本发明的太赫兹双波长波分复用/解复用器件中，还可以具有这样的特征：其中，第一传递单元和第二传递单元分别为在金属底座上突出的高长方体柱和矮长方体柱，或者，为在金属底座内凹的深槽和浅槽。