基于法布里-珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器制造技术

本发明专利技术涉及一种基于法布里

【技术实现步骤摘要】
基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器


[0001]本专利技术涉及一种太赫兹调控技术，特别涉及一种基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器。

技术介绍

[0002]太赫兹波通常是指频率在0.1THz
‑
10 THz区间的电磁波，由于具有瞬时性、宽频性、相干性、对非极性物质的穿透性等优点，太赫兹技术广泛地应用在医学、生物学、材料学、化学、军事国防和安检等诸多领域。
[0003]尤其在通讯方面，太赫兹频段也是未来6G通讯技术的核心频段。但相比于其他已经成熟的频段，人们对太赫兹频段的一系列问题都还处于摸索之中，这其中就包括太赫兹频段的分频问题。现有的通讯类分频方式，如熔融拉锥光纤分频器和集成光波导型波分复用器等，不适用于太赫兹频段，且结构复杂、造价昂贵。

技术实现思路

[0004]针对太赫兹分频问题，提出了一种基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器，利用通道内径可以调控太赫兹法布里
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珀罗(F
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P)谐振的主频这一特性，通过多个不同口径端口实现太赫兹频段的分频。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器，为一输入多输出圆管状通道结构，宽频太赫兹波掠入射进入太赫兹分频器的输入端口，之后进入多路圆管状输出通道，太赫兹波在管状通道内进行法布里
‑
珀罗谐振谐振，由多个圆管状输出端口输出不同主频的多个太赫兹信号。
[0006]优选的，所述圆管状输出通道的直径由所需分频出的太赫兹主频大小决定，圆管状输出端口输出的太赫兹信号主频为：
[0007][0008]其中，f为某个输出通道端口输出的太赫兹主频，d为对应的圆管状输出通道的内径，c为真空中的光速；θ为太赫兹波入射进输入端口内与通道内壁法线的夹角。
[0009]优选的，所述输出通道端口在空间不限于呈线阵分布或面阵形式分布。
[0010]优选的，所述太赫兹分频器由均质块状非金属材料内部进行通道结构加工制成。
[0011]一种宽频太赫兹波分频方法，宽频太赫兹波掠入射进入输入端口，输入端口被分成至少2个管状通道输出，太赫兹波在管状通道内进行法布里
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珀罗谐振，对应不同管径输出通道输出不同主频的太赫兹波，所述输出太赫兹波主频f与输出通道直径d关系为：其中c为真空中的光速；θ为太赫兹波入射进输入端口内与通道内壁法线的夹角。
[0012]本专利技术的有益效果在于：本专利技术基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频
器，在均质块状材料内构建不同内径的管状通道即可实现太赫兹波分频，材料选择多(如塑料、有机玻璃等)、通道结构的加工方法简单(如3D打印、材料整体打孔等)，且无需特殊的包层设计，故降低了分频器复杂程度和成本。分频信号的空间分布由输出通道的位置排布决定，既可以线阵输出，又可以面阵输出，还可以特殊定制，故针对不同应用场景的拓展性强。
附图说明
[0013]图1为本专利技术管状通道式太赫兹分频器的输入端口结构示意图；
[0014]图2为本专利技术基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹线阵分频结构示意图；
[0015]图3为本专利技术面阵分频输出端结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0017]宽频太赫兹波掠入射(掠入射指光从光疏介质向光密介质传播，入射角接近于90度时为掠射)进入分频器的输入端口，之后进入多路圆管状输出通道，太赫兹波在管状通道内进行F
‑
P谐振，最后由多个圆管状输出端口输出不同主频的多个太赫兹信号，输出通道端口在空间可呈线阵分布或面阵形式分布。
[0018]所述不同输出通道分频出的太赫兹主频受相应输出通道的内径大小调控，具体对应关系为
[0019][0020]其中，f为某个输出通道端口输出的太赫兹主频，d为对应的圆管状输出通道的内径，c为真空中的光速，3
×
108m/s；θ为太赫兹波入射进输入端口内与通道内壁法线的夹角。如图1为输入端口结构示意图，F
‑
P谐振主频率f只取决于圆管状输出通道的内径大小d，θ为太赫兹波入射进通道内与内壁法线的夹角，图1中此夹角为86.5
°
。
[0021]图2为管状通道式太赫兹线阵分频结构示意图，采用太赫兹发射天线1产生宽频太赫兹波掠入射分频器2输入端口，宽频太赫兹波在分频器2内通过线阵列排布的不同圆管状输出通道输出，输出的不同主频的太赫兹信号被输出端口正对的多个接收天线3所探测。根据上述公式，不同结构内径对应不同主频输出，当需求频率是1.2THz、0.7THz及0.2THz时，通过公式计算可得，需要的输出端口内径分别为1.025mm、1.756mm及6.15mm。由此参数加工分频器结构后，即可实现太赫兹信号的按需分频。
[0022]图3为面阵分频输出端结构示意图，跟线阵分频相比，在输出端口内径不变的情况下，只需将输出端口的空间位置重新排布，则可实现太赫兹信号的二维平面分频。
[0023]管状通道式太赫兹分频器所用材料基本不被限制，只要利于结构加工即可，如塑料、有机玻璃等非金属材料。
[0024]以上所述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护
范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器，其特征在于，为一输入多输出圆管状通道结构，宽频太赫兹波掠入射进入太赫兹分频器的输入端口，之后进入多路圆管状输出通道，太赫兹波在管状通道内进行法布里
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珀罗谐振谐振，由多个圆管状输出端口输出不同主频的多个太赫兹信号。2.根据权利要求1所述基于法布里
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珀罗谐振的管状通道式太赫兹分频器，其特征在于，所述圆管状输出通道的直径由所需分频出的太赫兹主频大小决定，圆管状输出端口输出的太赫兹信号主频为：其中，f为某个输出通道端口输出的太赫兹主频，d为对应的圆管状输出通道的内径，c为真空中的光速；θ为太赫兹波入射进输入端口内与通道内壁法线的夹角。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳宇，彭滟，朱亦鸣，韩永鹏，颜佳翱，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：