[发明专利]中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹波偏振变换器，尤其涉及一种中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器。

背景技术

太赫兹辐射，也被称为太赫兹波、T射线、亚毫米波、远红外线等，其波段位于毫米波与远红外线之间。从能量辐射上看，其大小在电子和光子之间，属于电子学向光子学的过渡区，处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区。虽然早在上世纪20年代就有人对太赫兹辐射产生了浓厚的兴趣，但由于太赫兹产生和探测技术与十分成熟的微波、光学技术相比仍然十分落后，苦于未能找到具有高能量、高效率、低造价且能在室温下稳定运转的太赫兹波辐射源，所以在上世纪80年代中期以前，人们对这个频段的电磁波特性知之甚少，形成了远红外线和毫米波之间所谓的“太赫兹空隙”。由于物质在太赫兹波频段的发射、反射和透射光谱中包含有丰富的物理和化学信息，并且太赫兹波辐射源与传统光源相比，具有相干性、低能性、高穿透性等独特、优异的特性，与太赫兹辐射相关的太赫兹波技术逐渐成为国际研究的热点。它在物理、化学、天文学、生命科学、医学成像、食品检验、通信等领域具有巨大的科学研究价值和广阔的应用前景。

太赫兹通信是指用太赫兹波作为信息载体进行的通信技术，太赫兹波的功能器件是太赫兹通信中的重点和难点。现有的太赫兹波器件结构复杂、体积较大并且价格昂贵，因此小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键。太赫兹偏振变换器是一种非常重要的太赫兹波器件，可用于太赫兹波系统，实现对太赫兹波的控制。目前国内外很多科研机构对于太赫兹偏振变换器的研究还很少。因此有必要设计一种结构简单、尺寸小、分束效率高的太赫兹偏振变换器以满足未来太赫兹波通信技术应用需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器。

中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器包括信号输入端、信号输出端、中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器、基底、两个外矩形波导、向下左外圆弧形波导、两个中矩形波导、两个内上矩形波导、两个内下矩形波导、两个内上圆弧形波导、两个内下圆弧形波导、两个长矩形波导、圆环形波导、向上右外圆弧形波导；基底的上表面设有两个外矩形波导、向下左外圆弧形波导、两个中矩形波导、两个内上矩形波导、两个内下矩形波导、两个内上圆弧形波导、两个内下圆弧形波导、两个长矩形波导、圆环形波导、向上右外圆弧形波导；两个外矩形波导分别位于基底的左右两侧，其中外矩形波导与中矩形波导相连，中矩形波导再分别与内上矩形波导、内下矩形波导相连，内上矩形波导经内上圆弧形波导与一长矩形波导相连，内下矩形波导经内下圆弧形波导与另一长矩形波导相连，一长矩形波导与另一长矩形波导之间设有圆环形波导，左侧外矩形波导的中部上侧通过向下左外圆弧形波导与中矩形波导左侧上部相连，左侧外矩形波导的左端设有信号输入端，右侧外矩形波导的中部下侧通过向上右外圆弧形波导与中矩形波导右侧下部相连，右侧外矩形波导的右端设有信号输出端，信号从信号输入端进入中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器后信号输出端输出。

    所述的中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器的长度为143μm~145μm，宽度为51μm~53μm，它由基底层和波导层组成，其中基底层的材料为二氧化硅，波导层的材料为硅，波导层厚度均为0.2μm~0.3μm。所述的基底的长度为143μm~145μm，宽度为51μm~53μm，厚度为2.5μm~3.5μm。所述的外矩形波导的长度为14μm~16μm，宽度为0.5μm~1.5μm。所述的向下左外圆弧形波导的外径为7μm~9um，宽度为0.5μm~1.5μm，圆心角为40°到50°。所述的中矩形波导的长度为15μm~17μm，宽度为13μm~15μm。

所述的内上矩形波导和内下矩形波导的长度均为8μm~9μm，宽度均为0.5μm~1.5μm。所述的内上圆弧形波导和内下圆弧形波导的外径均为11μm~13μm，宽度均为0.5μm~1.5μm，圆心角均为45°到55°。所述的长矩形波导的长度为47μm~49μm，宽度为0.5μm~1.5μm；所述的圆环形波导的外径为9μm~11μm，宽度为0.5μm~1.5μm;所述的向上右外圆弧形波导的外径为7μm~9um，宽度为0.5μm~1.5μm，圆心角为40°到50°。

 本发明具有结构简单、变换效率高、尺寸小、成本低、便于制作等优点，满足在太赫兹波成像、医学诊断、太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明

图1是中心圆形微环结构太赫兹偏振变换器的三维结构示意图；