[发明专利]基于缝隙结构的太赫兹波开关

说明书

技术领域

本发明涉及太赫兹波开关，尤其涉及一种基于缝隙结构的太赫兹波开关。

背景技术

太赫兹(Terahertz，简称THz) 辐射是对一个特定波段的电磁辐射的统称，通常它是指频率在0.1THz~10THz之间的电磁波。直到上世纪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”(Terahertz Gap) ，从频谱上看，太赫兹辐射在电磁波谱中介于微波与红外辐射之间；在电子学领域，太赫兹辐射被称为毫米波或亚毫米波；在光学领域，它又被称为远红外射线；从能量上看，太赫兹波段的能量介于电子和光子之间。对太赫兹波段进行广泛的研究是从20世纪80年代中期以超快光电子学为基础的脉冲太赫兹技术产生以后。随着低尺度半导体技术、超快激光技术以及超快光电子技术的飞速发展，太赫兹技术表现出了极大的应用潜力，在物理、化学、生物学、材料、医学、通信等领域具有重大的科学价值和广泛的应用前景。太赫兹波段具有频率高、带宽宽、信道数多等特点，特别适合用于局域网以及宽带移动通信。用太赫兹通信可以获得10Gbps的无线传输速度，这比目前的超宽带技术快几百甚至上千倍。太赫兹无线通信能提供Gbps甚至更大容量的多重数据信道，数据带宽将会超过现有无线协议，如IEEE820.11b等。

在太赫兹技术及应用中，太赫兹波功能器件的研究是太赫兹技术发展的一个重要环节。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。太赫兹波开关是一种非常重要的太赫兹波器件，用于控制太赫兹波的传输。现有的太赫兹波开关往往结构复杂、体积庞大并且价格昂贵，因此有必要设计一种结构简单，尺寸小，制作方便，消光比高的太赫兹波开关以满足未来太赫兹波技术应用需要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种结构简单、尺寸小的基于缝隙结构的太赫兹波开关。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

基于缝隙结构的太赫兹波开关包括信号输入端、信号输出端、基板、输入端缝隙、半圆耦合缝隙区域、短连接线缝隙、左开口圆环缝隙、椭圆耦合缝隙、输出端缝隙、长连接线缝隙、右开口圆环缝隙、矩形耦合缝隙、激光输入端；基板上设有输入端缝隙、半圆耦合缝隙区域、短连接线缝隙、左开口圆环缝隙、椭圆耦合缝隙、输出端缝隙、长连接线缝隙、右开口圆环缝隙、矩形耦合缝隙，半圆耦合缝隙区域为反向设置的左右两个半圆环，半圆耦合缝隙区域的左半圆环下端、左半圆环上端、右半圆环下端、右半圆环上端分别对应与输入端缝隙、短连接线缝隙一端、输出端缝隙和长连接线缝隙一端相连，短连接线缝隙的另一端与左开口圆环缝隙连接，离左开口圆环缝隙上端 20μm~30μm处设有椭圆耦合缝隙，长连接线缝隙另一端与右开口圆环缝隙连接，输出端缝隙和长连接线缝隙之间设有矩形耦合缝隙，外加激光垂直照射在矩形耦合缝隙区域；太赫兹波输入端输入，在没有外加激光照射矩形耦合缝隙区域的条件下，频率为0.40THz的太赫兹波经过半圆耦合缝隙区域、输出端缝隙后，直接从信号输出端输出，在有外加激光照射矩形耦合缝隙区域时，频率为0.40THz的太赫兹波被耦合进椭圆耦合缝隙区域和矩形耦合缝隙区域，不能从信号输出端输出，实现对频率为0.40THz的太赫兹波的通断功能。

所述的基板的长度为2820μm~2850μm，宽度为1100μm~1200μm，高度为300μm~400μm。所述的缝隙的深度为100μm~150μm，缝隙的宽度为60μm~70μm。所述的输入端缝隙的长度为700μm~800μm；所述的半圆耦合缝隙区域的外半圆半径为350μm~400μm。所述的短连接线缝隙长度为100μm~150μm。所述的左开口圆环缝隙和右开口圆环缝隙的外环半径均为100μm~200μm，内环半径均为40μm~140μm；所述的椭圆耦合缝隙的外侧椭圆的长轴为200μm~400μm，短轴为150μm~200μm。所述的输出端缝隙的长度为1400μm~1600μm；所述的长连接线缝隙的长度为700μm~800μm。所述的矩形耦合缝隙的外框长度、宽度分别为660μm~700μm、500μm~540μm。

本发明的基于缝隙结构的太赫兹波开关，具有结构简单，消光比高，尺寸小，成本低，便于制作、易于集成等优点，满足在太赫兹波成像，医学分析，太赫兹波通信等领域应用的要求。

附图说明：