一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，具有上金属板；下金属板，包括设置于其顶端上且间隔预定间距的第一凹槽以及第二凹槽；以及位移台部，用于调节上金属板以及下金属板之间的间距，在太赫兹透射谱中形成Q值大的双频滤波通道或Q值小的单频滤波通道，创造性的在原有单个凹槽的基础上又添加了一个凹槽，并将凹槽的深度加深，形成了双深槽的结构，当两光栅板之间的间距较大时，双深槽间的能量可以实现相互耦合，在太赫兹透射谱中形成Q值很大的双通道带阻滤波效应，当减小金属板间的间距时，双槽之间耦合变弱，形成了槽里的高阶腔模效应，使得透射谱中出现了Q值较小的单通道带阻滤波效应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太赫兹波
，具体涉及一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置。
技术介绍
太赫兹(THz)波是位于微波和远红外线之间的电磁波，在生物医学、安全监测、无损伤探测、天文学、光谱与成像技术以及信息科学等领域有着广泛的应用。近年来，随着超快激光技术的发展，使得太赫兹脉冲的产生有了稳定、可靠的激发光源，使得人们能够研究太赫兹波。太赫兹波段的开发和利用离不开太赫兹功能器件，太赫兹带阻波导是太赫兹应用的一种基本的功能器件，也是太赫兹检测领域的重要器件之一，其滤波效果决定了太赫兹波的信噪比和灵敏度。表面等离子体在太赫兹波段的广泛研究为高性能太赫兹滤波器件的应用提供了极大的可能性(J.Appl.Phys.107(11)，111101，2010)。但是，在金属表面激发的表面等离子体激元十分微弱，无法满足需求(Progress in quantum electronics, 32 (I), 1-41, 2008) ο2013年，陈麟等人(Applied.Physics.Lett.25，251105，2013)提出了一种利用波导实现单双频滤波通道切换的装置，在两个波导金属板上相对设置两个中心点比对称的浅凹槽，利用腔模(双频)和传输模(单频)之间的转换实现单双频滤波通道的切换，但其缺点是Q值不高(典型值为50)，且单频或双频滤波通道的频率调节范围很窄(不超过50GHz)，所以对环境要求严格。2014年，陈麟等人(Opt.Lett.39 (15)，4541-4544，2014)提出了单槽平行平板结构的太赫兹带阻滤波器件，利用单个槽的高阶腔模实现了高性能太赫兹多通道带阻滤波器件。这些器件，虽然能够在太赫兹波段实现通道可调，但是仍然存在Q值较低(40-60)和滤波通道可调范围较小的缺点，无法满足太赫兹通信的要求。预计在不久的将来，太赫兹技术将会得到迅猛发展。在太赫兹通讯、成像和检测方面，如何实现Q值可调的单双滤波通道切换的高效带阻滤波器件一直是核心问题之一。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而进行的，通过一种提供Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，可在太赫兹透射谱中形成Q值大的双频滤波通道或Q值小的单频滤波通道，实现在较宽频率范围内产生带阻滤波效应。本专利技术采用了如下技术方案:本专利技术提供了一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，具有这样的特征，包括:上金属板，底面平整光滑；下金属板，设置于上金属板下方，包括设置于下金属板顶端且间隔预定间距的第一凹槽以及第二凹槽；以及位移台部，用于调节上金属板所述下金属板之间的间距。其中，第一凹槽和第二凹槽的槽宽、槽深以及两槽边缘之间的最短间距均为太赫兹波波长量级，第一凹槽以及第二凹槽与上金属板以及下金属板之间的空间形成滤波装置的传输通道；太赫兹波的偏振方向含有与上金属板以及下金属板的长度方向一致的分量，太赫兹波在上金属板和下金属板之间形成低阶横电模式；位移台部调节上金属板以及下金属板之间的间距，在太赫兹透射谱中形成Q值大的双频滤波通道或Q值小的单频滤波通道。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:位移台部包括分别与下金属板连接的水平位移台以及竖直位移台，水平位移台用于在和上金属板相平行的平面内调节下金属板的水平位移，竖直位移台用于在和上金属板相垂直的平面内调节下金属板的竖直位移。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:低阶横电模式的太赫兹波的频率范围为0.1THz?3THz。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:第一凹槽和第二凹槽相同，凹槽的深度为其宽度的3?10倍。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:第一凹槽和第二凹槽之间的间距为500 μm。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:上金属板和下金属板之间的间距调节范围为500 μπι?1000 μπι。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:金属板的材质为铝、铜、银、铁、镍、钛以及其合金中的任意一种。本专利技术提供的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，还可以具有这样的特征:凹槽中的介质为空气、水、二氧化硅以及环氧树脂中的任意一种。专利技术作用与效果本专利技术提供了一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，具有上金属板；下金属板，包括设置于其顶端上且间隔预定间距的第一凹槽以及第二凹槽；以及位移台部，用于调节上金属板以及下金属板之间的间距，在太赫兹透射谱中形成Q值大的双频滤波通道或Q值小的单频滤波通道。本专利技术创造性的在原有单个凹槽的基础上又添加了一个凹槽，并将凹槽的深度加深，槽深为槽宽的3?10倍，形成双深槽结构，当两光栅板之间的间距较大时，双深槽间的能量可以实现相互耦合，在太赫兹透射谱中形成Q值很大(600-700)的双通道带阻滤波效应，当减小金属板间的间距时，双槽之间耦合变弱，形成了槽里的高阶腔模效应，使得透射谱中出现了 Q值较小(50-80)的单通道带阻滤波效应。滤波通道的频率调节范围宽，最大可达0.03ΤΗζ，且当形成双通道带阻滤波效应时，Q值较现有技术中的滤波装置的Q值大得多，进一步满足了太赫兹波的通信要求。【附图说明】图1是本专利技术的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置的结构示意图；图2是本专利技术的金属光栅板的结构示意图；图3是本专利技术的滤波装置的传输效果图。【具体实施方式】以下结合附图来说明本专利技术的【具体实施方式】。图1为本实施例中的Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置的结构示意图。如图1所示，Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置100安装于滤波装置支架200上，包括上金属板1、位于上金属板I的下方，和上金属板I相对的下金属板2以及用来调整上金属板I以及下金属板2之间的间距的位移台部3。位移台部3包括分别和下金属板连接的水平位移台31以及竖直位移台31。水平位移台31用于在和上金属板相平行的平面内调节下金属板2的水平位移，竖直位移台32用于在和上金属板I相垂直的平面内调节下金属板2的竖直位移。图2为本实施例中的金属光栅板的结构示意图。如图2所示，金属光栅板10包括上金属板I以及和上金属板I间隔一定间距d的下金属板2，两金属光栅板之间的间距d可调，调节范围为500?1000 μπι。上金属板I不带凹槽，为实体金属块。下金属板2的顶侧面上带有第一凹槽21和第二凹槽22，第一凹槽21和第二凹槽22相同，且相互平行。两个凹槽的宽度、深度以及两凹槽之间的间距P和所传输太赫兹波的波长在同一数量级，槽宽w优选460 μπι ;槽深h为槽宽的3?10倍，优选3?5倍；两凹槽之间的间距P为500 μπι。金属光栅板10的材质可以是各种便于加工的金属，如铝、铜、银、铁、镍、钛以及其合金中的任意一种，也可以是能够在太赫兹波段显现出金属导电特性的其他材料，如半导体材料。两当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Q值可调且单双滤波通道可切换的太赫兹波滤波装置，其特征在于，包括：上金属板，所述上金属板底面平整光滑；下金属板，设置于所述上金属板下方，包括设置于所述下金属板顶端且间隔预定间距的第一凹槽以及第二凹槽；以及位移台部，用于调节所述上金属板以及所述下金属板之间的间距，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽的槽宽和两槽边缘之间的最短间距均为太赫兹波波长量级，槽深为所述槽宽的3～10倍，所述第一凹槽以及所述第二凹槽与所述上金属板以及所述下金属板之间的空间形成所述滤波装置的传输通道，所述太赫兹波的偏振方向含有与所述上金属板以及所述下金属板的长度方向一致的分量，所述位移台部调节所述上金属板以及所述下金属板之间的间距，在太赫兹透射谱中形成Q值大的双频滤波通道或Q值小的单频滤波通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈麟，魏凌，王文纲，王奂思，金晨昊，赵雪微，莫明，臧小飞，彭滟，蔡斌，
申请(专利权)人：Z阿尔法有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE