[实用新型]太赫兹波导器件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太赫兹波导器件，尤其涉及一种基于惰性气体的太赫兹波导器件。

背景技术

太赫兹(THz)是指频率从0.1～10THz，介于毫米波和红外光之间的电磁辐射区域。由于太赫兹波在电磁波谱上的特殊位置，它有很多优越的特性和非常重要的学术和应用价值。目前对于太赫兹技术的研究主要集中在探测、成像、传输、频谱等几个方面。

然而，由于基管中空气的影响，均匀性差而引起色散，影响了传输的性能。另外，太赫兹波在金属波导管传输的过程中损耗很大，难以进行远距离传输。

实用新型内容

由此可见，确有必要提供一种具有更好的传输性能且能够用于远距离传输的太赫兹波导器件。

一种太赫兹波导器件，其中，所述太赫兹波导器件包括基管，所述基管为管状结构，且所述基管中填充有惰性气体。

在其中一个实施例中，所述基管中填充有氦、氖、氩、氪、氙中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述惰性气体填充于所述基管中的整个空间，且所述基管中仅填充有惰性气体。

在其中一个实施例中，所述惰性气体在基管中形成均匀的气流场，且所述基管中填充有纯惰性气体。

在其中一个实施例中，所述基管为聚合物材料制成的管状结构，所述基管为圆形的空心管，且所述空心管具有光滑的内表面。

在其中一个实施例中，所述基管对太赫兹波的折射率为1.4-2.0。

在其中一个实施例中，所述基管为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基戊烯、环烯烃类共聚物中的一种制成的管状结构。

在其中一个实施例中，所述基管为纯聚四氟乙烯制成的管状结构。

在其中一个实施例中，所述基管的半径R满足以传输模，其中λ为太赫兹波的波长。

在其中一个实施例中，进一步包括太赫兹波输入装置及太赫兹波接收装置，所述基管设置于太赫兹波输入装置及太赫兹输出装置之间。

相对于传统技术，本实用新型提供的太赫兹波导器件，通过在基管中填充惰性气体，能够减小散射，从而具有更高的传输性能，能够应用于远距离的传输。另外，由于惰性气体不易发生物理化学反应，因此在高温环境下，其性质也非常稳定，故填充有惰性气体的基管以有效规避环境因素对传播过程的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的太赫兹波导器件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的通过波导充气机向太赫兹波导器件中输入惰性气体气流的结构示意图；

主要元件符号说明

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型提供的太赫兹波导管作进一步的详细说明。

请一并参见图1，本实用新型实施例提供的基于惰性气体的太赫兹波导器件，包括基管10及填充于基管10中的惰性气体20。

所述基管10为圆形的空心管，所述空心管具有光滑的内表面。所述空心管的内径R可以根据传输模式进行选择。具体的，一般情况下：

空心管中传输模的半径R应满足其中，λ为太赫兹波的波长；而在采用模工作时，应使其中3.41、2.61及2.06为根据截止频率计算获得的经验值，以使太赫兹波在基管20中能够稳定的传播。

所述基管20中输入的太赫兹波的频率可为0.1～3.0THz，本实施例中，所述太赫兹波的频率为1THz。所述基管10的材料为对太赫兹波透明的聚合物材料，所述聚合物材料的吸收系数在1THz处小于等于0.5cm^-1，并随频率近似呈抛物型增加，从而能够减小损耗，增加传输距离；所述聚合物材料对太赫兹波的折射率为1.4-2.0，优选的，所述聚合物材料对太赫兹波的折射率为1.4-1.6，从而使得所述基管10对太赫兹波透明的同时进一步减小损耗。所述聚合物材料可为聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚甲基戊烯(TPX)、环烯烃类共聚物(COC)中的一种。进一步，所述聚乙烯可为低密度聚乙烯(LDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)。所述基管20的一端可与太赫兹波输入装置(图未示)相连，所述太赫兹波输入装置用于向基管20中输入太赫兹波；所述基管20的另一端可与太赫兹波接收装置(图未示)相连，所述太赫兹波接收装置用于接收基管20传入的太赫兹波。请一并参阅表1，为本实用新型所述的太赫兹波导管中基管所采用的材料及其特性。

表1.太赫兹波导器件的特性(f≤1THz)