[发明专利]八爪圆环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，尤其涉及一种八爪圆环结构的太赫兹波开关。

背景技术

太赫兹波是指频率在0.1～10 THz、波长为30μm~3mm的电磁波，在电磁波谱中位于微波与红外光之间，在电子学领域，太赫兹波也被称为毫米波或亚毫米波；而在光学领域，它又被称为远红外光。太赫兹波在自然界中是广泛存在的，绝大多数物体在室温下的热辐射频率大约在6 THz左右，宇宙大爆炸中产生的宇宙背景辐射有一半属于太赫兹波段。尽管太赫兹辐射充斥着自然界，但在20世纪80年代中期以前，由于缺乏高能量、高效率、室温下稳定运转的太赫兹辐射源以及有效的太赫兹波探测技术，太赫兹技术及应用研究进展非常缓慢，相关的文献报道也屈指可数，太赫兹波段成为宽广的电磁波谱中唯一一块尚未充分开发利用的波段，被科学界称为电磁波谱最后的“太赫兹空隙”。太赫兹波既有微波、红外光、可见光所共有的一些性质，又有其它波段无法比拟的特性，这些优越的特性使太赫兹波具有非常重要的学术研究价值和实际应用价值。

太赫兹波无线通信可以获得10Gb/s 以上的传输速度速率，比当前的超宽带技术还要快几百至一千多倍，因此研发未来的太赫兹波段无线通信系统可以有效地满足信息社会对高速率超宽带的需求。然而，在应用太赫兹波解决实际问题时,太赫兹波导、相位调制器以及开关等功能性器件是实现整个系统功能所必不可少的器件，因此近年来在全世界范围内掀起了一个研究太赫兹通信系统及器件的热潮。而太赫兹波开关装置作为未来太赫兹波通信系统的重要器件，相关研究至今几乎还是空白，因此设计性能优良的太赫兹波开关是目前研究的趋势。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术难以集成，结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种八爪圆环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：

八爪圆环结构的太赫兹波开关包括第一信号输入端，激光输入输入端，信号输出端，基板，波导传输带，八爪圆环结构波导；基板上设有波导传输带、八爪圆环结构波导，八爪圆环结构波导是由圆环波导、八卦型矩形耦合波导和J形波导组成，八卦型矩形耦合波导包括8个矩形耦合波导块，8个矩形耦合波导块以圆环波导的中心为中心排列，8个矩形耦合波导块的末端分别于8个J形波导一端耦合连接，8个J形波导的另一端与圆环波导耦合连接；太赫兹波信号从第一信号输入端输入，当无外加激光从激光输入端输入时，频率为0.46THz的太赫兹波经波导传输带从信号输出端输出，当有外加激光从激光输入端输入时，频率为0.46THz的太赫兹波经不能从信号输出端输出，实现开关通断功能。

所述的基板的长度为3000μm~3500μm，宽度为1600μm~1800μm。所述的波导传输带，八爪圆环结构波导的厚度为10μm~15μm。所述的波导传输带的长度为3000μm~3500μm，宽度为200μm~300μm。所述的由圆环波导的外圆半径为450μm~500μm，内圆半径为350μm~450μm。所述的矩形耦合波导块包括4个矩形波导，矩形波导的长度为80μm~120μm，宽度为40μm~60μm，矩形波导之间的距离为10μm~15μm。所述的J形波导（10）的高度为150μm~200μm，J形下端半圆的半径为50μm~60μm。

本发明的八爪圆环结构的太赫兹波开关，具有结构简单，尺寸小，成本低，便于制作等优点。

附图说明：

图1是八爪圆环结构的太赫兹波开关的立体结构示意图；

图2是激光输入端输入激光示意图；

图3是八爪圆环结构的太赫兹波开关的平面结构示意图；

图4是八爪圆环结构波导组成结构示意图；

图5是八爪圆环结构的太赫兹波开关通状态下的性能曲线；

图6是八爪圆环结构的太赫兹波开关断状态下的性能曲线。

具体实施方式