基于組合諧振腔THz雙波長(zhǎng)濾波器的設(shè)計(jì)和性能分析.pdf

1、太赫茲（THz）通信有著大帶寬，定向性好，散射小等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)線通信的頻譜資源非常有限，而人們對(duì)于通信帶寬的需求日益增長(zhǎng)，THz通信將有助于解決現(xiàn)在通信頻譜資源緊缺的問題。THz濾波器是THz通信中重要器件之一，把光子晶體技術(shù)應(yīng)用到太赫茲通信器件的研究中已經(jīng)形成一個(gè)熱點(diǎn)，隨著波分復(fù)用技術(shù)在THz通信中的應(yīng)用，THz多波長(zhǎng)濾波器的研究具有重要意義。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基于組合諧振腔THz雙波長(zhǎng)濾波器，首先對(duì)光子晶體濾波器的理論和研究方法

2、進(jìn)行了分析，利用在完整光子晶體上引入三個(gè)點(diǎn)缺陷構(gòu)成的組合型諧振腔、線缺陷，設(shè)計(jì)了具有雙波長(zhǎng)選頻濾波功能的新型THz濾波器。然后采用FDTD方法對(duì)該新型濾波器中組合諧振腔處的兩個(gè)缺陷模影響因素、濾波器主波導(dǎo)和濾波波導(dǎo)的透射譜進(jìn)行仿真分析，根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)新型濾波器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，最后分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)新型濾波器的各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響，分別給出了對(duì)應(yīng)兩個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)域穩(wěn)態(tài)響應(yīng)圖。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的新型濾波器可以在3.413THz（87.9μm

3、）和3.225THz（93.02μm）進(jìn)行選頻濾波，濾波器中兩個(gè)缺陷模的耦合濾波效率都達(dá)到了95％以上，主波導(dǎo)中的光能量基本被耦合到濾波波導(dǎo)中，可以實(shí)現(xiàn)高效率耦合濾波。新型濾波器對(duì)87.9μm波長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間約為0.6ns，而對(duì)于93.02μm波長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間達(dá)到了0.2ns，濾波器能很快地進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
　　仿真結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的THz濾波器的諧振腔品質(zhì)因子Q值達(dá)到了1000以上，可以實(shí)現(xiàn)超窄帶濾波，并且濾波器的插入損耗小、信道隔