本發明專利技術公開了一種方形螺旋式太赫茲波開關。它包括太赫茲波輸入端、太赫茲波輸出端、激光輸入端、Y形硅波導、第一直硅波導、方形螺旋線形硅波導、第二直硅波導、第三直硅波導、橢圓硅波導、圓弧形硅波導、第四直硅波導；外加激光垂直照射在方形螺旋線形硅波導的所在區域，太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入，在沒有外加激光輸入的條件下，上下兩支太赫茲波的相位相差180°，太赫茲波不能從太赫茲波輸出端輸出，當有外加激光輸入時，上下兩支太赫茲波的相位相差0°，太赫茲波能從太赫茲波輸出端輸出，實現對太赫茲波的通斷。本發明專利技術具有結構簡單緊湊，體積小，易于調節，滿足在太赫茲波成像、無損探測、太赫茲通信系統等領域應用要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術 涉及太赫茲應用
，具體涉及一種方形螺旋式太赫茲波開關。
技術介紹
太赫茲(Terahertz)指頻率在O. I IOTHz波段內的電磁波，位于紅外和微波之間，處于宏觀電子學向微觀光子學的過渡階段。早期太赫茲在不同的領域有不同的名稱，在光學領域被稱為遠紅外；在電子學領域，則稱其為亞毫米波、超微波等。太赫茲波在電磁波頻譜中占有很特殊的位置，它是宏觀電磁理論向微觀量子理論過渡的區域，也是電子學向光子學的過渡區域。但長期以來，由于缺乏有效的太赫茲產生和檢測方法，人們對于該波段電磁輻射性質的了解非常有限，以至于該波段被稱為電磁波譜中“太赫茲空隙”。由于超快光學、半導體、電子學和微加工等技術的發展，太赫茲波的產生和探測技術逐漸成熟，太赫茲技術也逐漸成為世界范圍內廣泛研究的熱點，目前世界上許多國家都積極地開展太赫茲研究。太赫茲波產生和探測技術的發展大大促進了太赫茲技術及其應用的發展。在醫療診斷、產品檢測、太赫茲無線通信系統等領域，太赫茲技術都有著廣闊的應用前景。目前的無線通信帶寬已無法滿足人們對高速率無線通信的需求，由于太赫茲波在無線傳輸速度上可以達到lOGb/s，比當前寬帶技術要快幾百至一千多倍，因此研發未來的太赫茲波段無線通信系統能夠有效地滿足信息社會對超寬帶高速率的需求，具有廣闊的應用前景和實際價值。目前，國際上太赫茲無線通信研究還處于起步階段，由于其在室內高數據率無線局域網等領域可預見的應用前景，受到世界各國家的高度重視。太赫茲波開關是太赫茲波無線通信技術中關鍵的一環，不少科學家已開展了對太赫茲波開關裝置的研究。但是現有的一些太赫茲波開關往往結構復雜、制作困難、成本較高，不易于集成。因此迫切需要研究出一種結構簡單、體積小、易于集成、消光比高的太赫茲波開關來滿足太赫茲技術實際應用的需要。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種方形螺旋式太赫茲波開關。為了達到上述目的，本專利技術的技術方案如下 方形螺旋式太赫茲波開關包括太赫茲波輸入端、太赫茲波輸出端、激光輸入端、Y形硅波導、第一直娃波導、方形螺旋線形娃波導、第二直娃波導、第三直娃波導、橢圓娃波導、圓弧形硅波導、第四直硅波導；方形螺旋線形硅波導包括左側起始硅波導和右側起始硅波導，左側起始硅波導和右側起始硅波導的一端均設有一個四分之一圓弧波導，左側起始硅波導另一端和右側起始硅波導另一端相鄰向內螺旋形成方形螺旋線形硅波導，方形螺旋線形硅波導的中心位置設有兩個反向半圓弧波導，方形螺旋線形硅波導的方形四角均為四分之一圓弧波導，圓弧形硅波導為上下對稱結構，它由四分之一圓弧波導、直硅波導、四分之一圓弧波導順次連接而成，Y形硅波導的上側分支與第一直硅波導的左端相連，Y形硅波導的下側分支與第三直娃波導的左端相連，第一直娃波導的右端與左側起始娃波導一端相連，第二直硅波導的左端與右側起始硅波導一端相連，圓弧形硅波導的開口向左，圓弧形硅波導的上端與第二直硅波導的右端相連，圓弧形硅波導的下端與第三直硅波導的右端相連，圓弧形硅波導的右側中間位置與第四直硅波導的左端相連，第三直硅波導的下側中間位置設有橢圓硅波導，外加激光垂直照射在方形螺旋線形硅波導的所在區域；太赫茲波從太赫茲波輸入端輸入，在沒有外加激光從激光輸入端輸入的條件下，上側分支太赫茲波相位延遲180° ,太赫茲波不能從太赫茲波輸出端輸出，當有外加激光從激光輸入端輸入時，上下兩支太赫茲波的相位相差0°，太赫茲波能從太赫茲波輸出端輸出，實現對太赫茲波的通斷。所述的娃波導的寬度均為IOOMm 150 μ m,高度均為40Mm 50 μ m。所述的Y形娃波導的橫向波導長度為200Mm 400 μ m,分支波導長度為200Mm 400 μ m,上下分支之間的夾角為50° 60° ;所述的第一直娃波導長度為200Mm 300 μ m。所述的方形螺旋線形娃波導相鄰波導之間的距離為30Mm 50 μ m，方形螺旋線形硅波導的兩個反向半圓弧波導和方形四角的四分之一圓弧波導的半徑均為IOOMffl ^150 μ m0所述的第二直硅波導、第三直硅波導、第四直硅波導的長度分別為1800Mm 2000ym、3200Mm 3400 μ m、500Mm 600 μ m。所述的橢圓娃波導的長軸為1200Mm 1400 μ m,短軸為600Mm 800 μ m,橢圓娃波導與第三直硅波導之間的距離為20Mm 30μπι。所述的圓弧形硅波導的四分之一圓弧波導的半徑為 500Mm 550μπι，直硅波導的長度500Mm 600 μ m。所述的左側起始硅波導和相鄰的右側起始硅波導的四分之一圓弧波導的半徑均為500Mm飛50 μ m，左側起始硅波導的直波導長度為2000Mm 2100 μ m，右側起始硅波導的直波導長度為1800Mm 1900 μ m。本專利技術的方形螺旋式太赫茲波開關具有結構簡單緊湊，體積小，易于調節，滿足在太赫茲波成像、無損探測、太赫茲通信系統等領域應用要求。附圖說明 圖I是方形螺旋式太赫茲波開關的結構示意 圖2是方形螺旋式太赫茲波開關的方形螺旋線形硅波導結構示意 圖3是方形螺旋式太赫茲波開關通狀態下的性能曲線 圖4是方形螺旋式太赫茲波開關斷狀態下的性能曲線圖。具體實施例方式如圖廣2所示，方形螺旋式太赫茲波開關，其特征在于包括太赫茲波輸入端I、太赫茲波輸出端2、激光輸入端3、Y形娃波導4、第一直娃波導5、方形螺旋線形娃波導6、第二直娃波導7、第三直娃波導8、橢圓娃波導9、圓弧形娃波導10、第四直娃波導11 ;方形螺旋線形硅波導6包括左側起始硅波導12和右側起始硅波導13，左側起始硅波導12和右側起始硅波導13的一端均設有一個四分之一圓弧波導，左側起始硅波導12另一端和右側起始娃波導13另一端相鄰向內螺旋形成方形螺旋線形娃波導,方形螺旋線形娃波導的中心位置設有兩個反向半圓弧波導，方形螺旋線形硅波導的方形四角均為四分之一圓弧波導，圓弧形硅波導10為上下對稱結構，它由四分之一圓弧波導、直硅波導、四分之一圓弧波導順次連接而成，Y形硅波導4的上側分支與第一直硅波導5的左端相連，Y形硅波導4的下側分支與第三直娃波導8的左端相連,第一直娃波導5的右端與左側起始娃波導12 —端相連，第二直硅波導7的左端與右側起始硅波導13 —端相連，圓弧形硅波導10的開口向左，圓弧形硅波導10的上端與第二直硅波導7的右端相連，圓弧形硅波導10的下端與第三直硅波導8的右端相連，圓弧形硅波導10的右側中間位置與第四直硅波導11的左端相連，第三直硅波導8的下側中間位置設有橢圓硅波導9，外加激光垂直照射在方形螺旋線形硅波導6的所在區域；太赫茲波從太赫茲波輸入端I輸入，在沒有外加激光從激光輸入端3輸入的條件下，上側分支太赫茲波相位延遲180°，太赫茲波不能從太赫茲波輸出端2輸出，當有外加激光從激光輸入端3輸入時，上下兩支太赫茲波的相位相差0°，太赫茲波能從太赫茲波輸出端2輸出，實現對太赫茲波的通斷。所述的娃波導的寬度均為IOOMm 150 μ m,高度均為40Mm 50 μ m。所述的Y形娃波導4的橫向波導長度為200Mm 400 μ m,分支波導長度為200Mm 400 μ m,上下分支之間的夾角為50°飛0° ;所述的第一直硅波導5長度為200M本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方形螺旋式太赫茲波開關，其特征在于包括太赫茲波輸入端（1）、太赫茲波輸出端（2）、激光輸入端（3）、Y形硅波導（4）、第一直硅波導（5）、方形螺旋線形硅波導（6）、第二直硅波導（7）、第三直硅波導（8）、橢圓硅波導（9）、圓弧形硅波導（10）、第四直硅波導（11）；方形螺旋線形硅波導（6）包括左側起始硅波導（12）和右側起始硅波導（13），左側起始硅波導（12）和右側起始硅波導（13）的一端均設有一個四分之一圓弧波導，左側起始硅波導（12）另一端和右側起始硅波導（13）另一端相鄰向內螺旋形成方形螺旋線形硅波導，方形螺旋線形硅波導的中心位置設有兩個反向半圓弧波導，方形螺旋線形硅波導的方形四角均為四分之一圓弧波導，圓弧形硅波導（10）為上下對稱結構，它由四分之一圓弧波導、直硅波導、四分之一圓弧波導順次連接而成，？Y形硅波導（4）的上側分支與第一直硅波導（5）的左端相連，Y形硅波導（4）的下側分支與第三直硅波導（8）的左端相連，第一直硅波導（5）的右端與左側起始硅波導（12）一端相連，第二直硅波導（7）的左端與右側起始硅波導（13）一端相連，圓弧形硅波導（10）的開口向左，圓弧形硅波導（10）的上端與第二直硅波導（7）的右端相連，圓弧形硅波導（10）的下端與第三直硅波導（8）的右端相連，圓弧形硅波導（10）的右側中間位置與第四直硅波導（11）的左端相連，第三直硅波導（8）的下側中間位置設有橢圓硅波導（9），外加激光垂直照射在方形螺旋線形硅波導（6）的所在區域；太赫茲波從太赫茲波輸入端（1）輸入，在沒有外加激光從激光輸入端（3）輸入的條件下，上側分支太赫茲波相位延遲180°，太赫茲波不能從太赫茲波輸出端（2）輸出，當有外加激光從激光輸入端（3）輸入時，上下兩支太赫茲波的相位相差0°，太赫茲波能從太赫茲波輸出端（2）輸出，實現對太赫茲波的通斷。...
【技術特征摘要】
1.一種方形螺旋式太赫茲波開關，其特征在于包括太赫茲波輸入端(I)、太赫茲波輸出端(2)、激光輸入端(3)、Y形娃波導(4)、第一直娃波導(5)、方形螺旋線形娃波導(6)、第二直硅波導(7)、第三直硅波導(8)、橢圓硅波導(9)、圓弧形硅波導(10)、第四直硅波導(11);方形螺旋線形硅波導(6)包括左側起始硅波導(12)和右側起始硅波導(13)，左側起始硅波導(12)和右側起始硅波導(13)的一端均設有一個四分之一圓弧波導，左側起始硅波導(12)另一端和右側起始硅波導(13)另一端相鄰向內螺旋形成方形螺旋線形硅波導，方形螺旋線形硅波導的中心位置設有兩個反向半圓弧波導，方形螺旋線形硅波導的方形四角均為四分之一圓弧波導，圓弧形硅波導(10)為上下對稱結構，它由四分之一圓弧波導、直硅波導、四分之一圓弧波導順次連接而成，Y形硅波導(4)的上側分支與第一直硅波導(5)的左端相連，Y形娃波導(4)的下側分支與第三直娃波導(8)的左端相連,第一直娃波導(5)的右端與左側起始硅波導(12) —端相連，第二直硅波導(7)的左端與右側起始硅波導(13) 一端相連，圓弧形娃波導(10)的開口向左，圓弧形娃波導(10)的上端與第二直娃波導(7)的右端相連，圓弧形娃波導(10)的下端與第三直娃波導(8)的右端相連，圓弧形娃波導(10)的右側中間位置與第四直硅波導(11)的左端相連，第三直硅波導(8)的下側中間位置設有橢圓硅波導(9)，外加激光垂直照射在方形螺旋線形硅波導(6)的所在區域；太赫茲波從太赫茲波輸入端(I)輸入，在沒有外加激光從激光輸入端(3)輸入的條件下,上側分支太赫茲波相位延遲180°，太赫茲波不能從太赫茲波輸出端(2)輸出，當有外加激光從激光輸入端(3)輸入時，上下兩支太赫茲波的相位相差0°，太赫茲波能從太赫茲波輸出端(2)輸出，實現對太赫茲波的通斷。2.如權利要求I所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李九生，
申請(專利權)人：中國計量學院，
類型：發明
國別省市：
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