本发明公开了一种对称结构的太赫兹波偏振分束器。它包括信号输入端，第一信号输出端，第二信号输出端，上端凹槽形波导，偏振分束波导区域，下端凹槽形波导，基体；上端凹槽形波导凹槽中心底端与偏振分束波导区域的中心顶端连接，偏振分束波导区域的中心底端与下端凹槽形波导的凹槽中心顶端连接，偏振分束波导区域包括圆环波导、对称矩形环波导、对称圆环波导和对称矩形柱波导波导，信号从信号输入端输入，分束波分别从第一信号输出端，第二信号输出端输出。本发明的对称结构的太赫兹波偏振分束器，具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点，满足太赫兹波通信等领域应用的要求。
1.一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于包括信号输入端（1）、第一信号输出端（2）、第二信号输出端（3）、上端凹槽形波导（4）、偏振分束波导区域（5）、下端凹槽形波导（6）、基体（7）；基体（7）上设有上端凹槽形波导（4）、偏振分束波导区域（5）、下端凹槽形波导（6），上端凹槽形波导（4）凹槽中心底端与偏振分束波导区域（5）的中心顶端连接，偏振分束波导区域（5）的中心底端与下端凹槽形波导（6）的凹槽中心顶端连接，偏振分束波导区域（5）包括圆环波导（8）、两个矩形环波导（9）、两个小圆环波导（10）和两个矩形柱波导（11），圆环波导（8）外左右对称设有矩形环波导（9），矩形环波导（9）与圆环波导（8）的外环连接，圆环波导（8）内左右对称顺次设有矩形柱波导（11）、小圆环波导（10），小圆环波导（10）通过矩形柱波导（11）与圆环波导（8）的内环连接；信号输入端（1）位于上端凹槽形波导（4）的左端位置，第一信号输出端（2）位于上端凹槽形波导（4）的右端位置，第二信号输出端（3）位于下端凹槽形波导（6）的右端位置，太赫兹波信号从信号输入端（1）输入，分束波分别从第一信号输出端（2），第二信号输出端（3）输出。
2.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的基体（7）的材料是二氧化硅，基体（7）的长度为2000μm~2200μm，宽度为1800μm~2000μm，厚度为200μm~300μm；所述波导的材料为硅，厚度均为40μm~50μm。
3.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所
述的上端凹槽形波导（4）由两条水平波导和一条凹形波导组成，凹形波导的长度为
900μm~1000μm，宽度为40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，两条水平波导的长度均为400μm~500μm，宽度均为40μm~80μm。
4.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的下端凹槽形波导（6）由左侧水平波导、右侧水平波导和凹形波导组成，凹形波导的长度为
900μm~1000μm，宽度为40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，左侧水平波导的长度为200μm~300μm，宽度为40μm~80μm；右侧水平波导的长度为400μm~500μm，宽度为40μm~80μm。
5.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的圆环波导（8）的波导宽度为40μm~80μm，最外圈的半径为500μm~600μm。
6.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的矩形环波导（9）的外环长度为150μm~300μm，外环宽度为400μm~600μm，波导的宽度为
7.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的小圆环波导（10）的外环半径为200μm~250μm，波导宽度为40μm~80μm。
8.根据权利要求1所述的一种对称结构的太赫兹波偏振分束器，其特征在于所述的矩形柱波导（11）的长度为80μm~100μm，宽度为50μm~60μm。
对称结构的太赫兹波偏振分束器
技术领域
[0001] 本发明涉及分束器，尤其涉及一种对称结构的太赫兹波偏振分束器。
背景技术
[0002] 太赫兹（Terahertz，简称THz）波是指频率在0.1THz～10THz范围内的电磁波，由于太赫兹处在电磁波谱的特殊位置，使它具有很多优越特性。近年来，全世界各国研究学者对太赫兹技术给予了极大关注，使得太赫兹波的产生、探测及应用技术等都取得了很大进步，形成了一个新兴交叉学科领域——太赫兹科学技术。由于太赫兹可以提供高达10Gb/s的无线传输速率，太赫兹通信成为太赫兹技术应用的重要领域之一。太赫兹波通信系统离不开各种太赫兹波功能器件的性能保障。虽然国内外对于太赫兹波功能器件的研究已经逐渐展开，但是太赫兹波功能器件作为太赫兹波科学技术应用中的重点和难点，相比太赫兹波产生和检测装置及太赫兹波传输波导的快速发展，仍然需要投入大量的人力和物力进行深入的探索和研究。
[0003] 太赫兹波偏振分束器是一种非常重要的太赫兹波器件，用于控制太赫兹波系统中的太赫兹波传输。目前国内外很多科研机构都致力于这方面的研究，并取得了一定的进展。现有的太赫兹波偏振分束器往往结构复杂、体积较大并且价格昂贵，小型化、低成本的太赫兹波器件是太赫兹波技术应用的关键，因此有必要设计一种结构简单，分束效率高的太赫兹偏振分束器以满足未来太赫兹波技术应用需要。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术偏振分束率比较低，结构复杂，实际制作困难，成本高的不足，提供一种对称结构的太赫兹波偏振分束器。
[0005] 为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
[0006] 对称结构的太赫兹波偏振分束器包括信号输入端、第一信号输出端、第二信号输出端、上端凹槽形波导、偏振分束波导区域、下端凹槽形波导、基体；基体上设有上端凹槽形波导、偏振分束波导区域、下端凹槽形波导，上端凹槽形波导凹槽中心底端与偏振分束波导区域的中心顶端连接，偏振分束波导区域的中心底端与下端凹槽形波导的凹槽中心顶端连接，偏振分束波导区域包括圆环波导、两个矩形环波导、两个圆环波导和两个矩形柱波导，圆环波导外左右对称设有矩形环波导，矩形环波导与圆环波导的外环连接，圆环波导内左右对称顺次设有矩形柱波导、圆环波导，圆环波导通过矩形柱波导与圆环波导的内环连接；太赫兹波信号从信号输入端输入，分束波分别从第一信号输出端，第二信号输出端输出。
[0007] 所述的基体的材料是二氧化硅，基体的长度为2000μm~2200μm，宽度为1800μm~2000μm，厚度为200μm~300μm；所述波导的材料为硅，厚度均为40μm~50μm。
所述的上端凹槽形波导由两条水平波导和一条凹形波导组成，凹形波导的长度为
900μm~1000μm，宽度为40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，两条水平波导的长度均为400μm~500μm，宽度均为40μm~80μm。所述的下端凹槽形波导由左侧水平波导、右侧水平波导和凹形波导组成，凹形波导的长度为900μm~1000μm，宽度为
40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，左侧水平波导的长度为200μm~300μm，宽度为40μm~80μm；右侧水平波导的长度为400μm~500μm，宽度为40μm~80μm。所述的圆环波导的波导宽度为40μm~80μm，最外圈的半径为500μm~600μm。所述的矩形环波导的外环长度为150μm~300μm，外环宽度为400μm~600μm，波导的宽度为40μm~80μm。
所述的圆环波导的外环半径为200μm~250μm，波导宽度为40μm~80μm。所述的矩形柱波导的长度为80μm~100μm，宽度为50μm~60μm。
[0008] 本发明的对称结构的太赫兹波偏振分束器，具有结构简单，分束率高，尺寸小，成本低，便于制作等优点，满足太赫兹波通信等领域应用的要求。
[0009] 附图说明：
[0010] 图1是对称结构的太赫兹波偏振分束器的立体结构示意图；
[0011] 图1是对称结构的太赫兹波偏振分束器的平面结构示意图；
[0012] 图3是太赫兹波偏振分束器第一信号输出端的TE、TM波输出功率曲线；
[0013] 图4是太赫兹波偏振分束器第二信号输出端的TM、TE波输出功率曲线。
具体实施方式
[0014] 如图1~2所示，对称结构的太赫兹波偏振分束器包括包括信号输入端1、第一信号输出端2、第二信号输出端3、上端凹槽形波导4、偏振分束波导区域5、下端凹槽形波导6、基体7；基体7上设有上端凹槽形波导4、偏振分束波导区域5、下端凹槽形波导6，上端凹槽形波导4凹槽中心底端与偏振分束波导区域5的中心顶端连接，偏振分束波导区域5的中心底端与下端凹槽形波导6的凹槽中心顶端连接，偏振分束波导区域5包括圆环波导8、两个矩形环波导9、两个圆环波导10和两个矩形柱波导11，圆环波导8外左右对称设有矩形环波导9，矩形环波导9与圆环波导8的外环连接，圆环波导8内左右对称顺次设有矩形柱波导11、圆环波导10，圆环波导10通过矩形柱波导11与圆环波导8的内环连接；太赫兹波信号从信号输入端1输入，分束波分别从第一信号输出端2，第二信号输出端3输出。
[0015] 所述的基体7的材料是二氧化硅，基体7的长度为2000μm~2200μm，宽度为1800μm~2000μm，厚度为200μm~300μm；所述波导的材料为硅，厚度均为40μm~50μm。
所述的上端凹槽形波导4由两条水平波导和一条凹形波导组成，凹形波导的长度为
900μm~1000μm，宽度为40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，两条水平波导的长度均为400μm~500μm，宽度均为40μm~80μm。所述的下端凹槽形波导6由左侧水平波导、右侧水平波导和凹形波导组成，凹形波导的长度为900μm~1000μm，宽度为
40μm~80μm，凹形波导的深度为80μm~100μm，左侧水平波导的长度为200μm~300μm，宽度为40μm~80μm；右侧水平波导的长度为400μm~500μm，宽度为40μm~80μm。所述的圆环波导8的波导宽度为40μm~80μm，最外圈的半径为500μm~600μm。所述的矩形环波导9的外环长度为150μm~300μm，外环宽度为400μm~600μm，波导的宽度为
40μm~80μm。所述的圆环波导10的外环半径为200μm~250μm，波导宽度为40μm~80μm。
所述的矩形柱波导11的长度为80μm~100μm，宽度为50μm~60μm。
[0016] 实施例1
[0017] 基体的材料是二氧化硅，长为2000μm，宽为1800μm，厚为200μm；波导的材料为硅，厚度均为40μm。上端凹槽形波导由两条水平波导和一条凹形波导组成，凹形波导线的的长度为1000μm，宽度为80μm，凹形波导的深度为80μm，两条水平波导的长度均为500μm，宽度均为80μm。下端凹槽形波导由左侧水平波导、右侧水平波导和凹形波导组成，凹形波导的长度为1000μm，宽度为80μm，凹形波导的深度为80μm，左侧水平波导的长度为300μm，宽度为80μm；右侧水平波导的长度为500μm，宽度为80μm。圆环波导的波导宽度为80μm，最外圈的半径为600μm。矩形环波导的外环长度为300μm，外环宽度为600μm，波导的宽度为80μm。圆环波导的外环半径为250μm，波导宽度为80μm。矩形柱波导的长度为100μm，宽度为60μm。对称结构的太赫兹波偏振分束器的第一信号输出端的TE波、TM波输出功率曲线如图3所示，在0.8~1.0THz频段内，TE波最小输出功率为99.79%，TM波最大输出功率为0.13%；对称结构的太赫兹波偏振分束器的第二信号输出端的TM波、TE波输出功率曲线如图4所示，在0.8~1.0THz频段内，TM波最小输出功率为
99.36%，TE波最大输出功率为0.17%。
