[实用新型]周期性镂空结构的太赫兹波滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器，尤其涉及一种周期性镂空结构的太赫兹波滤波器。 

背景技术

太赫兹波在电磁波谱中介于微波和红外辐射之间，在宇宙中该波段的信息量占总信息量的约50％。可是直至20世纪80年代，对太赫兹波各方面特性的研究和了解还非常有限，因而被称为远红外线和毫米波之间所谓的“太赫兹空隙”。近些年来，太赫兹源实际产生技术的研究取得了很大的进展。随着量子级联激光器、自由电子激光器、光波差频方法以及通过光整流等产生较大功率的连续太赫兹波方法的出现，以及超外差式和直接探测器的研究等太赫兹探测方面的进展，太赫兹技术逐渐成为世界范围内广泛研究的热点。目前世界上很多国家都积极地开展太赫兹方面的研究，在国内很多高校和研究所从事太赫兹研究。 

太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和各种功能器件组成。在实际应用中，由于应用环境噪声以及应用需要的限制等，需滤除不需要的频率范围和噪声，提高系统的性能，因而太赫兹波滤波器在实际中有重要的应用。 

当前国内外研究的并提出过的太赫兹波滤波器结构主要基于光子晶体、表面等离子体等结构，这些结构往往很复杂，而且在实际制作过程中困难重重，成本较高，对加工工艺和加工环境要求也高。所以迫切需要提出结构简单、尺寸小、便于加工制作的太赫兹波滤波器来支撑太赫兹波应用领域的发展。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种周期性镂空结构的太赫兹波滤波器。 

周期性镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、镂空传输层、基体、梭形镂空结构、环形弧镂空结构；镂空传输层与基体相连，镂空传输层包括N×N个镂空周期单元，镂空周期单元包括三个相互交叉的梭形镂空结构和六个环形弧镂空结构，梭形镂空结构两端分别设有环形弧镂空结构；信号从信号输入端输入，依次经过镂空传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻镂空周期单元的间距为80～120μm。所述的六个环形弧镂空结构等间距排列，其间距是4～8μm，环形弧镂空结构的环形内径为24～36μm，环形外径为40～56μ m。所述的基体的材料为高阻硅材料，镂空传输层的材料为铜。 

本实用新型具有频率选择性高、带宽大、结构简单、尺寸小、体积小、重量轻、节约材料、便于制作及易于集成等优点。 

附图说明

图1是周期性镂空结构的太赫兹波滤波器的结构示意图； 

图2是本实用新型的镂空传输层的结构示意图；

图3是本实用新型的镂空周期单元的结构示意图；

图4是周期性镂空结构的太赫兹波滤波器性能曲线。

具体实施方式

如图1～3所示，周期性镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端1、信号输出端2、镂空传输层3、基体5、梭形镂空结构6、环形弧镂空结构7；镂空传输层3与基体5相连，镂空传输层3包括N×N个镂空周期单元4，镂空周期单元4包括三个相互交叉的梭形镂空结构6和六个环形弧镂空结构7，梭形镂空结构6两端分别设有环形弧镂空结构7；信号从信号输入端1输入，依次经过镂空传输层3、基体5之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻镂空周期单元4的间距为80～120μm。所述的六个环形弧镂空结构7等间距排列，其间距是4～8μm，环形弧镂空结构7的环形内径为24～36μm，环形外径为40～56μm，环形弧镂空结构的宽度与梭形镂空结构的宽度相同。所述的基体5的材料为高阻硅材料，镂空传输层3的材料为铜。 

实施例1，如图3所示，设定各参数值如下： 

结构个数N＝80个，a＝90μm，环形外径r＝42μm，梭形镂空结构宽度w＝8μm，等间距排列的环形弧镂空结构的间距g＝6μm。周期性镂空结构的太赫兹波滤波器的基体是高阻硅材料，传输层结构是铜质材料。用THz-TDS测得该滤波器中心频率点为1.98THz，该点的回波损耗S11为-39dB，插入损耗S21为-0.8dB，带宽为0.5THz。