太赫兹波发生器及制备方法技术

本申请实施例涉及光通信领域，提供了一种太赫兹波发生器及制备方法，包括基底和基底支撑的太赫兹波发生结构，太赫兹波发生结构包括第一波导和金属材质的第二波导，第二波导包括第一周期性结构以及第二周期性结构，第一波导设置在第一周期性结构和第二周期性结构之间，第一周期性结构和第二周期性结构靠近第一波导的一侧均设置有沿第一波导走向周期性分布的缺口。当第一信号光和第二信号光照射太赫兹波发生器截面时，第一信号光和第二信号光进行差频后生成太赫兹波，太赫兹波通过沿着第二波表面传播出去。本申请提供的太赫兹波发生器能够根据现有的信号光生成太赫兹波，结构简单易实现，且现有信号光的转换率高，能够生成更多有效的太赫兹波。有效的太赫兹波。有效的太赫兹波。

【技术实现步骤摘要】
太赫兹波发生器及制备方法


[0001]本申请涉及光通信
，尤其涉及一种太赫兹波发生器及制备方法。

技术介绍

[0002]太赫兹波是一种频率范围在0.1HZ到10THZ之间的波，太赫兹波能够应用在很多不同的领域，例如太赫兹光谱、生物医学诊断、材料识别、6G高速通信等。在整个频谱上，太赫兹波是唯一能够同时满足光纤通信的超宽带宽和高数据速率，以及微波通信的无线传输能力的波。
[0003]因为，为了实现对THz波的进一步研究，目前亟需一种片上太赫兹波的生成装置。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种太赫兹波发生器及太赫兹波发生器的制备方法，该太赫兹波发生器能够通过现有的信号光转换生成太赫兹波，且转换效果高，能够生成更多有效的太赫兹波。
[0005]本申请实施例第一方面提供一种太赫兹波发生器，包括：
[0006]基底和至少一个太赫兹波发生结构，所述基底用于支撑至少一个太赫兹波发生结构；
[0007]所述太赫兹波发生结构，包括第一波导和金属材质的第二波导，所述第二波导包括至少一个第一周期性结构，以及至少一个第二周期性结构；所述第一波导设置在所述第一周期性结构和所述第二周期性结构之间，所述第一周期性结构和所述第二周期性结构考经所述第一波导的一侧均设置有沿第一波导走向周期性分布的缺口；
[0008]在第一信号光和第二信号光照射太赫兹波发生器截面的情况下，所述第一信号光和所述第二信号光在所述第一波导中传播，并在传播的过程中进行差频后生成太赫兹波，所述太赫兹波沿所述第一周期性结构的表面和所述第二周期性结构的表面传输。
[0009]本申请实施例第二方面提供一种太赫兹波发生器的制备方法，该方法包括：
[0010]确定制备第一波导的第一材质和制备第二波导的第二材质；
[0011]根据太赫兹波的频率确定第一信号光的波长和第二信号光的波长；
[0012]根据第一条件确定所述第一波导的参数和所述第二波导的参数，所述第一条件为所述第一信号光的第一传播常数和所述第二信号光的第二传播常数的差值等于所述太赫兹波的第三传播常数；所述太赫兹波是所述第一信号光和所述第二信号光经过差频产生的；
[0013]基于所述第一材质按照所述第一波导的参数在基底上制备出所述第一波导；
[0014]基于所述第二材质按照所述第二波导的参数在所述基底上制备出所述第二波导。
[0015]本申请实施例提供的技术方案至少可以达到以下有益效果：
[0016]本申请实施例提供的太赫兹波发生器及制备方法，太赫兹波发生器包括基底和至少一个太赫兹波发生结构，基底用于支撑至少一个太赫兹波发生结构，太赫兹波发生结构
包括第一波导和金属材质的第二波导，第二波导包括至少一个第一周期性结构以及至少一个第二周期性结构，第一波导设置在第一周期性结构和第二周期性结构之间，第一周期性结构和第二周期性结构靠近第一波导的一侧均设置有沿第一波导走向周期性分布的缺口。当第一信号光和第二信号光照射太赫兹波发生器截面时，第一信号光和第二信号光在第一波导中传播，并在传播的过程中进行差频后生成太赫兹波，太赫兹波主要沿第一周期性结构面向第一波导的表面和第二周期性结构面向第一波导的表面传输。本申请提供的太赫兹波发生器能够根据现有的信号光生成太赫兹波，结构简单易实现，且现有信号光的转换率高，能够生成更多有效的太赫兹波。
附图说明
[0017]图1是本申请一示例性实施例示出的一种太赫兹波发生结构的结构示意图；
[0018]图2是本申请一示例性实施例示出的一种第一周期性结构和第二周期性结构的结构示意图；
[0019]图3是本申请一示例性实施例示出的另一种太赫兹波发生结构的结构示意图；
[0020]图4是本申请一示例性实施例示出的一种太赫兹波发生结构的侧视图；
[0021]图5是本申请一示例性实施例示出的一种通信波段的传播常数和模场分布图；
[0022]图6是本申请一示例性实施例示出的一种第二波导的色散曲线及其对应的模式分布；
[0023]图7(a)是本申请一示例性实施例示出的满足相位匹配条件下太赫兹波转换效率与传播距离之间的关系；
[0024]图7(b)是本申请一示例性实施例示出的满足相位匹配条件下在一个重叠积分因子和有效模式面积的变化；
[0025]图7(c)是本申请一示例性实施例示出的太赫兹波的透射谱；
[0026]图8是本申请一示例性实施例示出的一种有效非线性系数d
eff
和TE1模式的E
z
分量分布；
[0027]图9(a)是本申请一示例性实施例示出的另一种满足相位匹配条件下在重叠积分因子和有效模式面积的变化；
[0028]图9(b)是本申请一示例性实施例示出的另一种满足相位匹配条件下太赫兹波转换效率随传播距离之间的关系；
[0029]图9(c)是本申请一示例性实施例示出的另一种太赫兹波的透射谱；
[0030]图10是本申请提供的一种太赫兹波发生器的制备方法。
[0031]附图标记：
[0032]1000、太赫兹波发生器；10、基底；20、太赫兹波发生结构；30、保护结构；
[0033]101、衬底；102、缓冲层；201、第一波导；202、第二波导；
[0034]2021、第一周期性结构；2022、第二周期性结构。
具体实施方式
[0035]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例
中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0036]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0037]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹波发生器，其特征在于，包括：基底和至少一个太赫兹波发生结构，所述基底用于支撑至少一个太赫兹波发生结构；所述太赫兹波发生结构，包括第一波导和金属材质的第二波导，所述第二波导包括至少一个第一周期性结构，以及至少一个第二周期性结构；所述第一波导设置在所述第一周期性结构和所述第二周期性结构之间，所述第一周期性结构和所述第二周期性结构靠近所述第一波导的一侧均设置有沿第一波导走向周期性分布的缺口；在第一信号光和第二信号光照射太赫兹波发生器截面的情况下，所述第一信号光和所述第二信号光在所述第一波导中传播，并在传播的过程中进行差频后生成太赫兹波，所述太赫兹波沿所述第一周期性结构的表面和所述第二周期性结构的表面传输。2.根据权利要求1所述的太赫兹波发生器，其特征在于，所述第一周期性结构和与所述第二周期结构关于第一波导对称；所述第一周期性结构与所述第一波导之间的距离和所述第二周期性结构与所述第一波导之间的距离均在第一距离阈值范围之内，所述第一距离阈值大于第一波导的截面宽度。3.根据权利要求1所述的太赫兹波发生器，其特征在于，所述第一波导的参数满足第一预设范围；所述第二波导的参数满足第二预设范围，所述第一预设范围和所述第二预设范围用于使所述第一信号光的传播常数、所述第二信号光的传播常数以及所述太赫兹波的传播常数满足相位匹配。4.根据权利要求1所述的太赫兹波发生器，其特征在于，所述基底包括衬底和缓冲层，所述缓冲层设置在所述衬底的上表面，所述第一波导设置在所述缓冲层的上表面，所述衬底的尺寸大于或等于所述缓冲层的尺寸，所述缓冲层的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志军，马晓飞，徐光耀，盛冲，吕新杰，崔国新，刘辉，
申请(专利权)人：南京南智先进光电集成技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：