[实用新型]周期性叶轮形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叶轮形镂空结构的太赫兹波滤波器。 

背景技术

太赫兹（THz）波是指频率在0.1T~10THz（波长为3000~30μm）范围内的电磁波。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%。虽然太赫兹波的产生和探测技术只在近几年才取得一定的成果，而且目前还没有适当功率的小型化商品出现。但太赫兹技术的应用早已得到同步开展，这主要归功于太赫兹波在某些应用领域的不可替代性。例如，很多干燥的非极性非金属材料在太赫兹波段的穿透性很强；太赫兹波的能量很低(1TH，约4meV)，对有机组织无伤害；太赫兹脉冲的宽度一般在亚皮秒级，信噪比高，适合瞬态研究；采用太赫兹TDS技术可以直接测量太赫兹波电磁场的相位和振幅。正是太赫兹波的这些特性才使它在许多领域受到了重视。 

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，提供一种周期性叶轮形镂空结构的太赫兹波滤波器。 

周期性叶轮形镂空结构的太赫兹波滤波器包括信号输入端、信号输出端、叶轮形镂空结构传输层、基体；叶轮形镂空结构传输层与基体相连，叶轮形镂空结构传输层包括N×N个叶轮形镂空周期单元，其中，N是自然数，叶轮形镂空周期单元由4个弧形镂空结构按顺时针方向旋转90度连接而成；信号从信号输入端输入，依次经过叶轮形镂空结构传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻叶轮形镂空周期单元的间距为270～320μm。所述的弧形镂空结构内半径为110～120μm，弧度为90～200度；弧形镂空结构外半径为130～140μm，弧度为90～200度。所述的基体的材料为高阻硅材料，叶轮形镂空结构传输层的材料为铜。 

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是周期性叶轮形镂空结构的太赫兹波滤波器的结构示意图； 

图2是本实用新型的叶轮形镂空结构传输层的结构示意图；

图3是本实用新型的太赫兹波滤波器性能曲线。

具体实施方式

如图1~3所示，周期性叶轮形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、叶轮形镂空结构传输层3、基体5；叶轮形镂空结构传输层3与基体5相连，叶轮形镂空结构传输层3包括N×N个叶轮形镂空周期单元4，其中，N是自然数，叶轮形镂空周期单元4由4个弧形镂空结构6按顺时针方向旋转90度连接而成；信号从信号输入端1输入，依次经过叶轮形镂空结构传输层3、基体5之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻叶轮形镂空周期单元4的间距为270～320μm。所述的弧形镂空结构6内半径为110～120μm，弧度为90～200度；弧形镂空结构6外半径为130～140μm，弧度为90～200度。所述的基体5的材料为高阻硅材料，叶轮形镂空结构传输层3的材料为铜。 

实施例1，设定各参数值如下： 

结构个数N=90个，结构周期为300μm，弧形镂空结构6内半径为115μm，弧度为180度，外半径为135μm，弧度为180度。周期性叶轮形镂空结构的太赫兹波滤波器所用基体为高阻硅材料，传输层结构是铜质材料。该滤波器的中心频率点为1.13THz，该点的回波损耗S11为-38.2dB，插入损耗S21为-0.2dB。