[发明专利]一种像素型太赫兹带通滤波器的设计方法

权利要求书

1.一种像素型太赫兹带通滤波器的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将频率选择表面的结构单元划分为M×N个小块，即像素点，M×N个像素点由金属方块或空气方块两种状态组成，所述空气方块即为加工部分，若像素点为金属方块则用“1”表示，空气方块则用“0”表示；进行初始化，随机生成一组M×N个由“0”和“1”像素点组成的像素块；

S2、设定能够表示器件性能的目标函数，即品质因数FOM，在太赫兹频率选择表面中是多点频率对应的透射率与理想值的差值平方之和，随后将初始结构导入电磁场仿真软件中进行电磁场仿真，将仿真的结果返回并计算初始FOM值；

S3、随机选取M×N个像素点中的某一个像素点，并更改其状态，如果是“1”则将其更改为“0”，如果是“0”则将其更改为“1”，并将更改后的新结构进行电磁场仿真，计算其FOM值并与上一次FOM值进行比较，如果FOM值得到改善，则保留更改的像素点状态，否则还原更改值；总共进行M×N次更改，即遍历全部像素点，即为一次迭代，并保留本次迭代中最优FOM值；

S4、重复步骤S3并对比上一次与本次迭代的FOM值，当FOM值小于设定的最小值或循环次数达到设定的迭代次数，则优化结束，并输出最终优化后的结构。

2.根据权利要求1所述的一种像素型太赫兹带通滤波器的设计方法，其特征在于，频率选择表面结构单元中像素点的分布设置为1/8对称结构，即器件不但关于x轴与y轴对称，且关于两条对角线对称，以在结构上直接抵消电场极化带来的影响，而不需要在程序上多次仿真每个极化角的电磁场以获取极化稳定性。

3.根据权利要求1所述的一种像素型太赫兹带通滤波器的设计方法，其特征在于，所述FOM值的计算公式为：

其中，T₁表示通带内中心频率f处的透射率，T₂和T₃为f ±B_FWHM /2处的透射率，B_FWHM为设定的带宽，T₄、T₅、T₆、T₇为通带外部分平均分布的频率点的透射率。

4.根据权利要求1所述的一种像素型太赫兹带通滤波器的设计方法，其特征在于，所述方法不但适用于太赫兹带通滤波器的设计，还适用于其他太赫兹功能器件的二维结构设计，包括太赫兹交叉连接器和太赫兹光栅耦合器。