[发明专利]一种集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器

权利要求书

1.一种集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器，其特征在于，包括二维光子晶体平板(1)、渐变耦合输入波导(2)、线缺陷传输波导(3)、多个L3型光子微腔，以及多个太赫兹探测器，其中：

二维光子晶体平板(1)由若干晶体单元组成，每个晶体单元上晶格周期排列形成三角晶格结构，不同的晶体单元上水平晶格常数不同，而垂直晶格常数相同，以此保持晶体单元分块的水平拼接对应；

每个晶体单元上设置一个L3型光子微腔，每个L3型光子微腔上设置一个太赫兹探测器，各个晶体单元通过线缺陷传输波导(3)连接，二维光子晶体平板(1)通过渐变耦合输入波导(2)与外接输入波导连接；

具体的，所述二维光子晶体平板(1)通过在高阻硅片上打圆形空气通孔形成，各晶体单元上圆形空气通孔的半径相同；二维光子晶体平板(1)上晶体单元的水平晶格常数从左到右依次递减或者递增，实现太赫兹信号的线性滤波和探测；所述二维光子晶体平板(1)上晶体单元的水平晶格常数、垂直晶格常数与谐振频率有关，具体确定方法为：

首先根据多频段的中心频率ω_c，结合计算与目标中心频段波长λ对应的晶格常数a，并通过CST仿真调整，其中a是通常意义的晶格常数，由此得到三角周期排列的晶体结构，在二维坐标下水平晶格常数a_x和垂直晶格常数a_y为a_x＝a，λ是中心频段波长；

然后在中心频段波长λ周围，调节谐振波长λ_n找到对应晶体单元的水平晶格常数a_xn，即保持不变，调节a_xn大小，a_xn由得到，其中λ_n是要调节的目标波长，a_xn是对应调节的水平晶格常数；

所述线缺陷传输波导(3)是在光子晶体平板的水平方向上移除一行晶格形成，线缺陷传输波导(3)上下两侧至少需要5层晶格包裹；

所述L3型光子微腔是在线缺陷传输波导(3)上方的区域移除同一行相邻的三个晶格形成微腔结构，同时，将微腔两端的晶格向外偏移0.2倍的水平晶格常数形成，每个光子微腔周围至少需要5层空气通孔包裹。

2.根据权利要求1所述的集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器，其特征在于，所述渐变耦合输入波导(2)和输入波导的端口大小一致。

3.根据权利要求1所述的集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器，其特征在于，所述L3型光子微腔位于同一行。

4.根据权利要求1所述的集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器，其特征在于，所述太赫兹探测器包括微测热辐射计、场效应管、热释电二极管和肖特基二极管。

5.一种太赫兹探测方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的集成硅光子晶体波导的太赫兹探测器对TE模式的太赫兹信号进行探测。