[发明专利]腔体加载谐振单元嵌套二极管的太赫兹调制器

权利要求书

1.一种腔体加载谐振单元嵌套二极管的太赫兹调制器，其特征在于，包括矩形波导(1)和调制芯片(2)，所述调制芯片(2)设置在所述矩形波导(1)的腔体壁上；

所述矩形波导(1)上设置有输入波导口(10)和输出波导口(11)，所述调制芯片(2)所在平面与所述输入波导口面(10)、所述输出波导口(11)面相垂直；

所述调制芯片(2)包括半导体衬底(3)和置于所述半导体衬底(3)上的人工微结构；所述半导体衬底(3)一侧与所述矩形波导(1)的腔体壁相接触，所述人工微结构与所述矩形波导(1)的腔体壁不接触；

所述矩形波导(1)纵向上下两侧壁与所述调制芯片(2)相接触，所述矩形波导(1)纵向上下两侧壁上分别设置有空气窗，所述空气窗用于外部控制电路与芯片上的电极进行电气连接。

2.根据权利要求1所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述人工微结构包括调制阵列(4)和套接电路，所述调制阵列(4)与所述套接电路相连接。

3.根据权利要求2所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述调制阵列(4)是由调制单元构成的1*N型阵列，1代表调制阵列(4)的行数，N代表每行中调制单元的个数，其中N≥1。

4.根据权利要求3所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述调制阵列(4)内所述调制单元为两个，所述调制单元通过并联方式按照所述矩形波导(1)中太赫兹波传输方向顺序连接，并通过各所述调制单元的共有枝节与外部馈电区域连接。

5.根据权利要求3所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述调制单元包括二极管(7)、阳极谐振器(9)以及阴极谐振器(8)；

所述阳极谐振器(9)和所述阴极谐振器(8)为大小相同的矩形结构，所述阳极谐振器(9)和所述阴极谐振器(8)对称设置于所述二极管(7)两侧，所述阳极谐振器(9)和所述阴极谐振器(8)关于所述二极管(7)互为镜像结构；

相邻的所述阳极谐振器(9)通过横向枝节彼此相连，相邻的所述阴极谐振器(8)通过横向枝节彼此相连；

所述二极管(7)置于所述阴极谐振器(8)和所述阳极谐振器(9)的间隙上方，所述二极管(7)的阴阳两极分别与所述阴极谐振器(8)和所述阳极谐振器(9)相接；

所述套接电路与所述阳极谐振器(9)、所述阴极谐振器(8)相连接。

6.根据权利要求5所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，套接电路包括接地结构(5)和滤波馈电结构(6)，所述接地结构(5)和所述滤波馈电结构(6)均为紧凑的微带谐振器；

所述接地结构(5)上的横向枝节与所述阴极谐振器(8)一端相连，所述滤波馈电结构(6)上的横向枝节与所述阳极谐振器(9)一端相连。

7.根据权利要求5所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述二极管(7)通过导电胶分别与所述阴极谐振器(8)和所述阳极谐振器(9)相连。

8.根据权利要求5所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述二极管(7)窄于所述阴极谐振器(8)和所述阳极谐振器(9)。

9.根据权利要求5所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述二极管(7)为平面型肖特基势垒二极管(7)，所述平面型肖特基势垒二极管(7)的材料为GaN、InP或GaAs。

10.根据权利要求1所述的腔体加载谐振单元嵌套二极管(7)的太赫兹调制器，其特征在于，所述矩形波导(1)的腔体壁为金属材料，所述金属材料为无氧铜、黄铜或铝。