[实用新型]周期性窗格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窗格形镂空结构的太赫兹波滤波器。 

背景技术

THz技术是二十世纪八十年代末发展起来的一种新技术，它在很多基础研究领域、工业应用领域、医学领域、军事领域以及生物领域中有相当重要的应用前景.太赫兹波，有时亦被称作太赫兹射线，是从上个世纪80年代中后期，才被正式命名的，在此以前科学家们将统称为远红外射线。太赫兹波是指频率在0.1THz到10THz范围的电磁波，波长大概在0.03到3mm范围，介于微波与红外之间。实际上，早在一百年前，就有科学工作者涉及过这一波段。在1896年和1897年，Rubens和Nichols就涉及到这一波段，红外光谱到达9μm（0.009mm）和20μm（0.02mm），之后又有到达50μm的记载。之后的近百年时间，远红外技术取得了许多成果，并且已经产业化。但是涉及太赫兹波段的研究结果和数据非常少，主要是受到有效太赫兹产生源和灵敏探测器的限制，因此这一波段也被称为THz间隙。随着80年代一系列新技术、新材料的发展，特别是超快技术的发展，使得获得宽带稳定的脉冲THz源成为一种准常规技术，THz技术得以迅速发展，并在实际范围内掀起一股THz研究热潮。太赫兹的独特性能给通信（宽带通信）、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像（无标记的基因检查、细胞水平的成像）、无损检测、安全检查（生化物的检查）等领域带来了深远的影响。 

由近年来不断地研究发现，对太赫兹系统的深入探索将对通信领域产生重要的意义。太赫兹系统主要由辐射源、探测器件和滤波器等各种功能器件组成。与微波频段的通信系统相似，为了使系统的性能提高，需在实际应用过程中滤除掉不需要的频率范围和噪声，那么整个太赫兹系统的高效运行就离不开太赫兹波滤波器发挥重要的作用。当前国内外研究的并提出过的太赫兹波滤波器结构主要有基于光子晶体、表面等离子体的结构，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促进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，提供一种周期性窗格形镂空结构的太赫兹波滤波器。 

周期性窗格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、窗格形镂空传输层、基体，窗格形镂空传输层与基体相连；窗格形镂空传输层包括N×N个窗格形镂空周期单元，窗格形镂空周期单元包括一个空心正方形镂空结构和四个中心对称的T形镂空结构，四个中心对称的T形镂空结构分别与空心正方形镂空结构的四条边垂直相接，相接处为各边的中心位置；T形镂空结构包括一个矩形镂空结构和一个等腰梯形镂空结构，矩形镂空结构和等腰梯形镂空结构垂直相连；信号从信号输入端输入，依次经过窗格形镂空传输层、基体之后到达信号输出端，实现对信号进行滤波。 

所述的两个相邻窗格形镂空周期单元的间距为280~320μm。所述的空心正方形镂空结构的内边长为200~240μm，外边长为260~300μm。所述的矩形镂空结构的长为80~120μm，宽为40~60μm；等腰梯形镂空结构的腰长为30~50μm，上边长为50~70μm，下边长为70~110μm。所述的基体的材料为特氟龙，窗格形镂空传输层的材料为铝。 

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是周期性窗格形镂空结构的太赫兹波滤波器的结构示意图； 

图2是本实用新型的窗格形镂空传输层的结构示意图；

图3是本实用新型的窗格形镂空周期单元的结构示意图；

图4是周期性窗格形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，周期性窗格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、窗格形镂空传输层3、基体9，窗格形镂空传输层3与基体9相连；窗格形镂空传输层3包括N×N个窗格形镂空周期单元4，窗格形镂空周期单元4包括一个空心正方形镂空结构5和四个中心对称的T形镂空结构6，四个中心对称的T形镂空结构6分别与空心正方形镂空结构5的四条边垂直相接，相接处为各边的中心位置；T形镂空结构6包括一个矩形镂空结构7和一个等腰梯形镂空结构8，矩形镂空结构7和等腰梯形镂空结构8垂直相连；信号从信号输入端1输入，依次经过窗格形镂空传输层3、基体9之后到达信号输出端2，实现对信号进行滤波。