[发明专利]一种太赫兹波导耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种太赫兹波导耦合器，具体讲是一种将太赫兹发射器产生的太赫兹辐射波耦合进各种端面形状的太赫兹波导耦合器。

背景技术

太赫兹是指频率段在0.1THz到10THz的电磁辐射波。太赫兹波由于具有瞬态性、低能性和相干性等独特性质，在无损检测、卫星通信、军用雷达、医疗卫生等众多领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。这其中，太赫兹波导作为传输太赫兹波的有效手段，是研究物质太赫兹光谱、进行物质检测和探测的关键器件。

如何高效率的将太赫兹辐射波耦合进入太赫兹波导已成为国内外研究的重点。目前，国内外比较流行的方法是利用透镜组将太赫兹波收集并汇聚进波导，但这种方法产生的太赫兹汇聚光斑较大，且耦合效率较低，损耗过大。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有高耦合效率、多类型波导接入、并集成了太赫兹发射器固定台的一体化太赫兹波导耦合器。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种太赫兹波导耦合器，其特点为：它包括输入波导、输出耦合波导和一长方体台阶状的太赫兹发射器固定台；其中，太赫兹发射器固定台分为2个台阶，其低阶的中部沿其阶面垂直开设有一锥形通孔；高阶临近与低阶相接处的边部与该锥形通孔平行开有2个上下分布且间隔设置的盲孔；所述输入波导为锥筒状输入波导，其穿设于所述锥形通孔内；该锥筒状输入波导的大口径端为其输入端面，小口径端为其输出端面；所述输出耦合波导位于该锥筒状输入波导输出端面的外侧且与其一体成型；输出耦合波导的轴心与锥筒状输入波导的轴心重合。

上述锥筒状输入波导的长度为15mm-30mm，其锥角的角度为10°～40°；锥筒状输入波导的输入端面的直径为1mm～20mm，输出端面的直径为0.1mm～2mm。

2个盲孔的孔径相同，均为3mm；2个盲孔各自轴线的间隔距离为10mm；每个盲孔内设有螺纹，其螺纹的牙距为0.5mm，盲孔的深度为10-12mm；2个盲孔轴线的垂直中分线延长与锥筒状输入波导的轴线垂直相交，其间距为20mm。

上述太赫兹发射器固定台的长度为30mm-60mm，宽度为15mm-30mm，高度与宽度相同；其低阶的厚度与上述锥筒状输入波导的长度相同；高阶的厚度比低阶的厚度要厚2-5mm。

上述的输出耦合波导为由空心圆柱体、空心矩形立方体或一对互为平行且相对设置的平板构成。

其中，输出耦合波导为空心圆柱体时，其空心圆柱体的长度为1～10mm，内径为0.2-1mm；壁厚为0.1～1mm。

输出耦合波导为空心矩形立方体时，其长度为1～10mm，内径的宽度与高度相同，均为0.1～2mm，壁厚为0.1～1mm。

输出耦合波导为一对互为平行且相对设置的平板输出耦合波导时，2个平板的大小规格相同，每块平板的长度为1～10mm，宽度为2～20mm，厚度为0.1～1mm；2个平板之间的间距为0.1～2mm。

本发明的太赫兹波导耦合器所用的材料可选用铝、铁或铜中任一种。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：1)输入锥形波导的设计可以完全将太赫兹发射器产生的太赫兹辐射波进行收集，并汇聚至锥形波导的输出端面；2)耦合输出波导与锥形波导的输出端面相连，并且耦合输出波导的结构可以为圆柱体、矩形长方体、或者是一对互相平行的平板，这样设计可以实现对接不同端口尺寸和形状的太赫兹波导，极大拓展了耦合器的使用范围，提升了灵活性；3)将太赫兹发射器固定在波导耦合器的固定台上，这样设计可以将太赫兹发射器产生的太赫兹辐射波进行完全收集，进一步提升了波导耦合器的耦合效率。

附图说明

图1为本发明实例一立体结构示意图。

图2为图1A-A向剖面结构示意图。

图3为图1B向结构示意图。

图4为本发明实例二、实例三的立体结构示意图。

图5为图4C向实例二的结构示意图。

图6为图4C向实例三的结构示意图。

具体实施方式