基于超材料的太赫兹角度滤波器研究

潘 武，李 燚，沈 涛，张雪雯

(重庆邮电大学 光电工程学院，重庆 400065)

0 引 言

太赫兹(THz)波在电磁波谱上位于微波与红外波之间，与微波相比，其频率更高、带宽更大、方向性更好、更易与物质分子发生相互作用，是电磁学的一个重要研究方向[1]。对太赫兹波的完全控制是当前太赫兹科学与技术的重要研究内容，并以太赫兹的频率、极化方式以及传播方向的控制作为出发点。目前，对太赫兹波的频率与极化方式的控制已取得大量的研究成果，而相较，对于太赫兹波传播方向控制的器件进展较为缓慢，因此，对太赫兹角度滤波器的研究显得较为紧迫。

角度滤波器是一种只允许某种沿特定方向传播的波束透过而滤除其他方向传播波束的器件[2]，其在角度波谱的分析和处理[3]、隐私保护[4]、高信噪比检测器[5]等方面具有重要应用。按照滤除角度范围的不同，角度滤波器可以分为低通、带通、高通3种类型，其中低通角度滤波器仅可以透过正(法向)入射波，带通角度滤波器仅可以透过[0°,90°)某一角度的入射波，高通角度滤波器仅可以透过某一角度到90°的入射波。传统的角度滤波器可通过法布里-珀罗标准具形式来实现[6]，但其具有结构复杂、体积大等缺点。近年来，有研究人员采用新的方法设计角度滤波器。如2012年文献[7]提出了基于谐振波导光栅的带通角度滤波器，其滤波角(入射波在该角度处具有最大的透射率)为45°，3 dB角度带宽(比峰值功率小3 dB的角度宽度)为20°，该角度滤波器具有较好的角度选择特性，但其在滤波角处的透射率为48%左右。……