一种弯曲的双向表面波分波器制造技术

本发明专利技术公开了一种弯曲的双向表面波分波器，包括厚度及弯曲度可调的两金属光栅结构(1)和设置在两金属光栅结构(1)一端的金属线；金属光栅结构(1)的表面设有凹槽(12)，两金属光栅结构(1)上凹槽(12)的结构参数不同；结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。本发明专利技术通过金属线来激发表面刻有凹槽(12)的金属光栅结构(1)上的人工表面等离子体；本发明专利技术首次实现了具有较小弯曲损耗的双向表面波分波器的功能；本发明专利技术简单有效，便于加工，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分波器，具体涉及一种弯曲的双向表面波分波器，属于光通信、太赫兹元件、数据存储和表面技术等领域。
技术介绍
人工表面等离子体(表面波)不受衍射极限的限制，因而可用于构造小型化元件， 在表面技术以及数据存储等方面有重要应用。有效控制表面波的传播对于实现这些潜在重要应用至关重要。人们已提出了多种表面波分波器结构，但还没有实现弯曲的分波器，而实际中经常需要将电磁波沿弯曲路径传播，另外，通常采用的人工表面等离子体的耦合结构包括棱镜、缝隙和金属光栅结构等。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种弯曲损耗较小的弯曲的双向表面波分波器。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现本专利技术包括厚度及弯曲度可调的两金属光栅结构和设置在两金属光栅结构一端的金属线；金属光栅结构的表面设有凹槽，两金属光栅结构上凹槽的结构参数不同，同一金属光栅结构上凹槽的数目为多个时其结构参数相同；结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。本专利技术的分波器在微波段的实现是用外伸的同轴线内导体作为金属线来激发两金属光栅结构的表面波。本专利技术通过金属线来激发表面刻有凹槽的金属光栅结构上的人工表面等离子体； 本专利技术首次实现了具有较小弯曲损耗的弯曲双向表面波分波器的功能；本专利技术简单有效， 便于加工，适用范围广。附图说明图1为本专利技术的实施例结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为图1中A的局部放大图(图中深度h，宽度W，周期p，金属光栅结构高度 H，金属光栅结构厚度D，凹槽上底到金属光栅结构边缘宽度d_top，凹槽下底到金属光栅结构边缘宽度d_bottom)；图4是不同凹槽深度h的金属光栅结构色散特性示意图；图5是不同凹槽下底到金属光栅结构边缘宽度d_bottom的金属光栅结构色散特性示意图；图6为本专利技术实施例的二维近场分布仿真和测量结果图(其中(a)和(C)为 IlGHz的二维近场分布仿真和测量结果图；(b)和(d)为15GHz的二维近场分布仿真和测量结果图。)。 具体实施例方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。本专利技术包括左右两金属光栅结构1和设置在左右两金属光栅结构1 一端的金属线 (即两金属光栅结构1环绕在金属线的周围)。两金属光栅结构1的夹角随意，并不需要相对。用支持表面波传播的金属线来激励两金属光栅结构1的表面波。两金属光栅结构1的弯曲度和厚度可以调节。参见图1和图2，本实施例中，分波器在微波段的实现是用外伸的同轴线内导体21 作为金属线来激发两金属光栅结构1上的表面波。内导体延伸的长度、内导体的外径和金属光栅结构1的厚度等都会影响内导体上的场到金属光栅结构1上的场的耦合效率。参见图3，金属光栅结构1的表面设有凹槽12。同一金属光栅结构1的凹槽12结构参数相同；不同金属光栅结构1上凹槽12的结构参数不同。结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。根据设定的工作频率选择两个凹槽结构参数不同的金属光栅结构1，其色散曲线不同，不同频率的电磁波在两个金属光栅结构1上的传播特性就不同，因而可以实现分波功能。通过电磁仿真工具来分析金属光栅结构1的色散曲线，通过控制金属光栅结构1表面凹槽12的深度、宽度、周期、横截面形状和金属光栅结构1厚度，使之工作在要求的频段范围内。 另，通过改变凹槽12横截面形状和金属光栅结构1的弯曲度来实现较小的弯曲损耗。金属光栅结构1的材质对分波功能影响很小，一般选择价格便宜的金属如铝材、 不锈钢等。本专利技术中支持表面波传播的金属光栅结构1根据工作频段不同，可采用不同加工工艺如线切割、精雕或者光刻。参见图4:可以看到凹槽深度h不同，金属光栅结构1上的表面波的色散曲线不同，所以，当左右两个金属光栅结构1的凹槽深度不同时，表面波在两个金属光栅结构1上的传播特性就不同；另外也可以通过调节凹槽深度使分波器工作于要求的频率。参见图5 可以看到凹槽12下底到金属光栅结构1边缘宽度d_bottom不同，金属光栅结构1上的表面波的色散曲线不同，因而可以通过调节d_bottom使分波器工作于要求的频率。参见图6，图中给出了微波段的IlGHz和15GHz的二维电场仿真和测量分布图，从图中的近场分布图可以看出，不同频率(波长)的电磁波按照设计的要求分别向相反方向传播。IlGHz时，向左传播的的电磁波明显强于向右传播的电磁波，15GHz时，电磁波几乎全部向右传播。以上显示和描述了本专利技术的基本原理和主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。权利要求1.一种弯曲的双向表面波分波器，其特征在于，包括厚度及弯曲度可调的两金属光栅结构(1)和设置在两金属光栅结构(1) 一端的金属线；所述金属光栅结构(1)的表面设有凹槽(12)，两金属光栅结构(1)上凹槽(12)的结构参数不同；所述结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。2.根据权利要求1所述的弯曲的双向表面波分波器，其特征在于，分波器在微波段的实现是用外伸的同轴线内导体作为金属线来激发两金属光栅结构(1)的表面波。全文摘要本专利技术公开了一种弯曲的双向表面波分波器，包括厚度及弯曲度可调的两金属光栅结构(1)和设置在两金属光栅结构(1)一端的金属线；金属光栅结构(1)的表面设有凹槽(12)，两金属光栅结构(1)上凹槽(12)的结构参数不同；结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。本专利技术通过金属线来激发表面刻有凹槽(12)的金属光栅结构(1)上的人工表面等离子体；本专利技术首次实现了具有较小弯曲损耗的双向表面波分波器的功能；本专利技术简单有效，便于加工，适用范围广。文档编号H03H9/72GK102231622SQ20111016891公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日专利技术者周永金, 崔铁军 申请人:东南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种弯曲的双向表面波分波器，其特征在于，包括厚度及弯曲度可调的两金属光栅结构（１）和设置在两金属光栅结构（１）一端的金属线；所述金属光栅结构（１）的表面设有凹槽（１２），两金属光栅结构（１）上凹槽（１２）的结构参数不同；所述结构参数包括深度、宽度、周期和横截面形状。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：崔铁军，周永金，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84