【摘 要】
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太赫兹(THz)波是一种频率在0.1~10THz之间的电磁辐射,是最后一个未被全面认识与利用的频率窗口。太赫兹波是很好的带宽信息载体,能够满足对带宽需求较高的未来超宽带通信,在
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太赫兹(THz)波是一种频率在0.1~10THz之间的电磁辐射,是最后一个未被全面认识与利用的频率窗口。太赫兹波是很好的带宽信息载体,能够满足对带宽需求较高的未来超宽带通信,在未来无线通信领域中应用潜力巨大。光子晶体具有光子禁带和光子局域等特点,用光子晶体技术制作THz波滤波器优点显著。作为发展THz技术的基本元件之一,THz波滤波器具有滤除噪声、波长选择与增益均衡等作用。因此,研究光子晶体THz滤波器对于THz技术的发展意义重大。本文提出了一种基于共振耦合的光子晶体四波长THz滤波器。该滤波器在光子晶体结构中引入两个环形腔,环形腔内部各有一个正方形介质柱,四周各引入一个散射介质柱,且环形腔上下均引入一排耦合介质柱,然后利用Rsoft7.0软件分析了环形腔的不同结构参数对滤波器性能的影响。通过改变环形腔内部正方形介质柱的边长、散射介质柱的半径以及耦合介质柱的半径等参数,能够对不同波长的THz波进行滤波。仿真结果表明,基于共振耦合的光子晶体四波长THz滤波器可以实现对波长为74.813μm(频率为4.001THz)、76.98μm(频率为3.897THz)、78.168μm(频率为3.809THz)和78.883μm(频率为3.803THz)的窄带滤波,相应的频带宽度为:0.0016THz、0.00177THz、0.00178THz和0.0010THz。该滤波器的滤波效率均超过90%,插入损耗较小,信道隔离度接近20d B,品质因子Q值均超过2000,频带宽度均在0.001THz左右,响应时间在2ns左右,性能优良。该光子晶体THz滤波器对于THz技术应用具有重要意义。
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