[实用新型]周期性双开口回字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双开口回字形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占有一个很特殊的位置，它正好处于科学技术发展相对较好的红外和毫米波之间，但由于太赫兹波源问题一直未能得到很好的解决，因此形成了一个在研究上相对落后的“空白”。太赫兹波段也叫亚毫米波，实际上天文学是最早使用这个波段的。目前，国际上对太赫兹辐射已达成了如下共识，即太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源：由于太赫兹的频率很高，所以其空间分辨率也很高；又由于它的脉冲很短（飞秒），所以具有很高的时间分辨率。太赫兹成像技术及太赫兹波谱技术由此构成了太赫兹应用的两个主要关键技术。同时，由于太赫兹的能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以与X射线相比更具优势。太赫兹技术是一个非常重要的前沿交叉领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇。

通常说来，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，从而推动太赫兹技术在应用领域的发展。

发明内容

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

周期性双开口回字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、双开口回字形镂空结构传输层、基体；双开口回字形镂空结构传输层与基体相连，双开口回字形镂空结构传输层包括N×N个双开口回字形镂空周期单元，双开口回字形镂空周期单元包括一个开口外正方形镂空结构和一个开口内正方形镂空结构；信号从信号输入端输入，依次经过双开口回字形镂空结构传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。

所述的两个相邻双开口回字形镂空周期单元的间距为380~420μm。所述的开口外正方形镂空结构的内边长为300~320μm，外边长为340~360μm，开口内正方形镂空结构的内边长为240~260μm，外边长为270~290μm。所述的开口外正方形镂空结构和开口内正方形镂空结构的开口宽度相同，大小为20~50μm。所述的基体的材料为高阻硅材料，双开口回字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是周期性双开口回字形镂空结构的太赫兹波滤波器结构示意图；

图2是本实用新型的双开口回字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，周期性双开口回字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、双开口回字形镂空结构传输层3、基体5；双开口回字形镂空结构传输层3与基体5相连，双开口回字形镂空结构传输层3包括N×N个双开口回字形镂空周期单元4，双开口回字形镂空周期单元4包括一个开口外正方形镂空结构6和一个开口内正方形镂空结构7；信号从信号输入端1输入，依次经过双开口回字形镂空结构传输层3、基体5之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。

所述的两个相邻双开口回字形镂空周期单元4的间距为380~420μm。

所述的开口外正方形镂空结构6的内边长为300~320μm，外边长为340~360μm，开口内正方形镂空结构7的内边长为240~260μm，外边长为270~290μm。

所述的开口外正方形镂空结构6和开口内正方形镂空结构7的开口宽度相同，大小为20~50μm。

所述的基体5的材料为高阻硅材料，双开口回字形镂空结构传输层3的材料为铜。

实施例1，设定各参数值如下：

结构个数N为80个，结构周期为400μm，开口外正方形镂空结构6的内边长为310μm，外边长为350μm，开口内正方形镂空结构7的内边长为250μm，外边长为280μm，开口宽度为30μm。周期性双开口回字形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。该滤波器中心频率点为0.6THz，该点的回波损耗S11为-22.6dB，插入损耗S21为-0.6dB。