本发明涉及太赫兹技术领域，尤其涉及一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器及调谐方法。
背景技术：
周期金属光栅作为一种典型的电磁结构，在整个电磁波段都得到了大量研究和应用，而矩形结构的金属光栅更是因其结构简单、加工方便、热承载大等优点受到重点关注。特别是近年来，随着人工电磁结构及超材料的出现和不断发展，周期金属光栅的人工表面等离激元(spoofsurfaceplamons,ssp)传输模式引起了研究者们的广泛关注。ssp是一种局附在周期金属结构表面的特殊电磁模式，具有极强的近场增强效应和局域共振效应。ssp被视为一种表面慢波，其色散曲线在光线以下，其传输波矢随着频率的增大而增大，场分布为亚波长尺度，且随着表面距离的增大而呈指数衰减，其能量也随着传输距离而下降，同时，其传输特性能够根据周期金属光栅结构参数的改变实现任意改变。目前，基于周期金属光栅实现ssp传输在微波和太赫兹频段得到了大量研究和应用。
尽管周期金属光栅具有以上优异的特性，也在太赫兹波聚焦、导波与电路系统、滤波器和功分器、模式转换器、有源开关、天线阵列、传感等领域都得到了研究和应用。但是，现有技术中采用的单一周期金属光栅往往在ssp传输的垂直方向上是开放的边界条件，因此ssp的传输会受到外界信号的干扰和影响，如共面波导和传输线。并且，单一周期金属光栅结构ssp传输特性的改变，须通过改变周期金属光栅结构几何参数来实现，比如改变周期金属光栅的深度和/或周期。而在金属光栅已经加工成型的情况下，几何参数也随之确定，因此，ssp的传输特性不能在实际中实现动态调谐，对其应用造成了诸多限制。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有技术中周期金属光栅ssp传输易受到外界环境干扰，且难以实现动态调谐的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，包括：金属盖板和矩形结构的周期金属光栅；
所述金属盖板为厚度不变的平板，平行间隔设于所述周期金属光栅正上方；
所述太赫兹滤波器ssp传输阻带的下频率由ssp慢波模式的渐进频率决定，上频率由ssp快波模式的截止频率决定。
优选地，所述周期金属光栅的各个开槽内均填充有第一介质，所述周期金属光栅与所述金属盖板之间填充有第二介质。
优选地，所述第一介质的介电常数为ε1，所述第二介质的介电常数为ε2，ssp慢波模式的渐进频率fs＝(c/4h)*(1/sqrt(ε1))，ssp快波模式的截止频率fc＝(c/2πh)*sqrt(3*(g*d/a ε2*h)/h)，其中，c表示真空中的光速，h表示周期金属光栅开槽深度，a示周期金属光栅开槽宽度，d表示周期金属光栅开槽排列周期，g表示金属盖板高度。
优选地，所述第一介质和/或所述第二介质为特氟龙、玻璃、硅中一种。
本发明还提供了一种太赫兹滤波器调谐方法，采用如上述任一项所述的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器实现，具体调谐步骤包括：
s1、获取所述封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器的结构参数，包括所述周期金属光栅的开槽宽度、开槽深度、排列周期；
s2、通过有限积分法，计算所述金属盖板设置在不同高度时，对应的ssp传输系数，确定相应的传输阻带；
s3、根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，调整所述金属盖板的高度。
优选地，所述步骤s3中，调整所述金属盖板的高度时，若需增大ssp快波模式的截止频率、减小ssp慢波模式的渐进频率，则减小所述金属盖板的高度，反之，则增大所述金属盖板的高度。
优选地，若所述封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器中，所述周期金属光栅的各个开槽内均填充有第一介质，所述周期金属光栅与所述金属盖板之间填充有第二介质；
所述步骤s1还包括获取第一介质、第二介质的介电常数；
所述步骤s2还包括改变第二介质的介电常数，确定相应的传输阻带；
所述步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合所述金属盖板的高度和第二介质的介电常数，更换第二介质。
优选地，所述步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第二介质的介电常数，更换第二介质时，根据ssp快波模式的截止频率调整第二介质的材质，当截止频率需要减小时，更换第二介质为介电常数更大的材质，反之，更换第二介质为介电常数更小的材质。
优选地，所述步骤s2还包括改变第一介质的介电常数，确定相应的传输阻带；
所述步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合所述金属盖板的高度和第一介质的介电常数，更换第一介质。
优选地，所述步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第一介质的介电常数，更换第一介质时，根据ssp慢波模式的渐进频率调整第一介质的材质，当渐进频率需要减小时，更换第一介质为介电常数更大的材质，反之，更换第一介质为介电常数更小的材质。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器及调谐方法，本发明通过在周期金属光栅上加盖金属盖板，实现了减低外界环境对于ssp传输的干扰与影响；同时，相比于传统的开放式周期金属光栅，本发明可以仅通过改变金属盖板的高度，即金属盖板到周期金属光栅的距离，实现对周期金属光栅ssp传输特性的调谐，而无需采用传统的通过改变周期金属光栅的结构参数或者通过改变填充介质参数实现ssp传输特性调控的方法，具有结构简单、紧凑，且ssp传输宽带宽，动态可调谐的优势。
进一步地，本发明提供的太赫兹滤波器及调谐方法还可根据实际需要在周期金属光栅槽内和/或在金属盖板与周期金属光栅之间填充介质材料，进一步增大ssp模式的局附效应，因此也具有ssp深亚波长传输特性，性能更加优异。
附图说明
图1是本发明实施例中一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器结构示意图；
图2是本发明实施例中封闭式周期金属光栅ssp的色散曲线图；
图3是本发明实施例中通过改变金属盖板高度实现的动态可调谐太赫兹滤波器传输系数随频率的变化示意图；
图4是本发明实施例中一种太赫兹滤波器调谐方法步骤示意图。
图中：1：金属盖板；2：周期金属光栅；3：第一介质；4：第二介质。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，包括矩形结构的周期金属光栅2和金属盖板1，其中，如图1所示，周期金属光栅2包括多个结构相同且周期性均匀分布在金属表面的矩形结构的开槽，各个开槽的开槽宽度a、开槽深度h相同，且相邻两个开槽的间距，即排列周期d，也相同。金属盖板1为厚度不变的平板，平行间隔设于周期金属光栅2正上方，覆盖周期金属光栅2所占区域范围，且金属盖板1的高度，即金属盖板1下表面到周期金属光栅2上表面之间的距离。使用时，金属盖板1的高度可根据ssp传输模式调谐需要设置。随着金属盖板高度的减小，ssp快波模式的截止频率增大，而ssp慢波模式的渐进频率减小。
本发明中，ssp传输阻带的下频率由ssp慢波模式的渐进频率决定，上频率由ssp快波模式的截止频率决定。当增大(或减小)此截止频率时，渐进频率不变的情况下传输阻带的带宽也相应增大(或减小)；当增大(或减小)此渐进频率时，截止频率不变的情况下传输阻带的带宽也相应减小(或增大)。
周期金属光栅2和金属盖板1具体所采用的金属材料可根据实际需要选择，可以采用同种金属材料也可采用不同种金属材料，在此不再进一步限定。
现有技术中采用的单一周期金属光栅在垂直于ssp传输方向上大多为开放边界条件，在远离金属表面ssp场具有亚波长局附的特性，在离周期金属光栅距离很远时，ssp传输不易受外界信号的影响和干扰，但在靠近金属光栅表面，ssp的能量分布集中，易受外部信号干扰和影响。采用上下对称的双排周期金属光栅结构实现ssp封闭系统传输，能够在一定程度上消除外界信号的干扰，但是其结构和传输模式相对于单一周期金属光栅结构也变得更为复杂，不易于实际加工及应用。
本发明提供了一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，通过在周期金属光栅2上盖设金属盖板1，实现了封闭周期金属光栅结构，能够有效消除外部信号对ssp传输的影响。
同时，对于传统开放式周期金属光栅构成的ssp波导结构，要实现ssp传输性能的改变，需要改变周期金属光栅结构的几何参数，即改变周期金属光栅的开槽宽度a、开槽深度h、排列周期d。因此，在实际中周期金属光栅加工成形的情况下，往往难以实现ssp动态可调谐。而本发明中提供的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，能够通过改变金属盖板1的高度(如图1所示，即金属盖板1下表面到周期金属光栅2上表面之间的距离)实现ssp传输性能的调控，而无需改变周期金属光栅2的几何参数，具有整体结构更为简单、紧凑，且调控更加便捷，ssp传输性能动态可调谐的优势。
该封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器在ssp传输方向z的垂直方向x上为金属导体边界，与开放边界条件下ssp传输模式相比，ssp不受外界信号的干扰和影响，具有很好的封闭性、稳定性。加有金属盖板1的封闭周期金属光栅的ssp局附在周期金属光栅2与金属盖板1表面之间传输，ssp传输特性与金属盖板1的高度g和周期金属光栅2的几何参数均有关系，周期金属光栅2开槽宽度a和排列周期d均远小于λ，a<<λ，d<<λ(λ为ssp传输通带渐进频率对应的波长)，即，a、d至少小于λ/10，为亚波长尺度。
如图2所示，本发明提供的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其传输ssp的色散曲线与开放金属光栅相比，不仅具有传统的光线以下的ssp慢波模式，还具有新型的光线以上的ssp快波模式。对于二维结构，ssp慢波模式的截止频率为零，ssp快波模式的渐进频率为光速。ssp慢波模式的渐进频率(传输波矢靠近周期边界时的频率)不仅与周期金属光栅2的开槽深度h有关，还与金属盖板1的高度g相关。ssp快波模式的截止频率(传输波矢为零时的频率)一般大于ssp慢波模式的渐进频率，且可以通过金属盖板1高度g、开槽深度h等结构参数进行改变。
本发明提供的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其ssp快波模式和ssp慢波模式均可以通过改变金属盖板1的高度g进行调节，其规律为减小金属盖板1的高度g，ssp慢波模式的渐进频率减小，ssp快波模式的截止频率增大，金属盖板1的高度改变对ssp快波模式影响比对ssp慢波模式更显著。除此之外，也可通过改变开槽深度h对ssp模式进行改变，其规律为减小开槽深度h，ssp慢波模式色散上移，其渐进频率增大，ssp快波模式也上移，其截止频率亦增大。
在金属盖板1的高度g大于或远大于λ/2时，ssp慢波模式的渐进频率基本不受影响。当金属盖板1的高度g很大，一般g>10λ时，加有金属盖板1的封闭周期金属光栅2的ssp慢波模式与没有金属盖板1时在相同的周期金属光栅结构参数下完全重合。加有金属盖板1的封闭式周期金属光栅只在金属盖板1高度很小时(一般g<λ/2)对ssp慢波模式传输影响较大。在相同传输频率下，金属盖板1高度g越大，ssp快波模式的波矢越大。
本发明中，金属盖板1的高度g主要影响传输阻带的上频率，即ssp快波模式的截止频率，随着高度的减小，传输阻带的上频率增大。周期金属光栅2的开槽深度h同时影响传输阻带的上频率和下频率，随着h的增大，上频率和下频率同时减小。
在一些优选的实施方式中，如图1所示，周期金属光栅2的各个开槽内均填充有第一介质3，周期金属光栅2与金属盖板1之间填充有第二介质4。
本发明的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器可根据需要在金属光栅槽内填充第一介质3，其介电常数为ε1，能够进一步增大对传输ssp模式的调控能力。第一介质3介电常数ε1的改变对ssp慢波模式的影响大于对ssp快波模式的影响。
本发明提供的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器可根据需要在金属盖板1与金属光栅之间填充第二介质4，其介电常数为ε2，能够进一步增大传输ssp模式的场局附性，降低ssp传输的损耗。第二介质4介电常数ε2的改变对ssp快波模式的影响大于对ssp慢波模式的传输的影响。
优选地，第一介质的介电常数为ε1，第二介质的介电常数为ε2，ssp慢波模式的渐进频率fs可通过公式：fs＝(c/4h)*(1/sqrt(ε1))计算，ssp快波模式的截止频率fc可通过公式：fc＝(c/2πh)*sqrt(3*(g*d/a ε2*h)/h)计算，其中，c表示真空中的光速，h表示周期金属光栅开槽深度，a示周期金属光栅开槽宽度，d表示周期金属光栅开槽排列周期，g表示金属盖板高度。
特别地，第一介质3和/或第二介质4为特氟龙、玻璃、硅中一种。
本发明中，第一介质3填充介电常数可根据ssp慢波模式的渐进频率的调谐进行选择，当渐进频率需要减小时，选择介电常数较大的介质，如硅，反之，选择介电常数较小的介质，如特氟龙。当需要增强ssp慢波模式的局附深度时，选择介电常数较大的介质；反之，选择介电常数较小的介质。第二介质4填充介电常数可根据ssp快波模式的截止频率的调谐进行选择，当截止频率需要减小时，选择介电常数较大的介质，如硅，反之，选择介电常数较小的介质，如特氟龙。当需要增强ssp快波模式的局附深度时，选择介电常数较大的介质；反之，选择介电常数较小的介质。
通过周期金属槽的有源或者无源介质加载的混合型周期金属光栅结构也能够改变ssp传输特性，研究发现通过介质加载能够进一步增大ssp模式的近场局附性，在一定程度上能够降低传输损耗。
此外，采用纯金属周期结构传输ssp模式能够在垂直方向实现场的亚波长或者深亚波长局附，且具有宽带宽传输的优势。但是由于金属结构内部自由电子的耗散和热效应，ssp传输距离十分有限，尤其是随着频率的增大，ssp传输损耗在一个周期距离内接近甚至超过3db，也限制了ssp波导系统和器件的实际应用。而平面介质波导或者光子带隙晶周期体结构，采用高阻抗硅材料能够在太赫兹波段实现长距离电磁波传输，但是其物理特性决定了垂直方向上场分布是受限于衍射极限的，难以做到亚波长尺度，因此在紧凑型器件和系统应用上具有局限性。并且介质波导一般采用大折射率指数的材料和结构，采用的是单模传输，其带宽也相对较窄。因此，结合金属光栅结构ssp传输和周期介质太赫兹波导各自的优势，能够实现太赫兹波的深亚波长、低损耗和宽频带传输，为新型太赫兹器件和系统的研究提供新的思路。
如图1至图3所示，在一个具体实施方式中，本发明的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器以二维x-z坐标为例，如图1所示，ssp沿z向传输，考虑到ssp二维激发的特点忽略垂直y向的边缘效应，包括金属盖板1、周期金属光栅2、第一介质3(即光栅开槽内填充介质)、第二介质4(即金属盖板1与周期金属光栅2之间填充介质)。本发明提供的封闭式矩形金属光栅不仅传输周期金属光栅表面的ssp慢波模式，而且具有沿第二介质4与金属盖板1之间的ssp快波模式，并且可以通过改变金属盖板1的高度g实现ssp快波模式与慢波模式的分别调谐，无需改变周期金属光栅2的几何参数，具有结构简单、紧凑，且ssp传输特性动态可调谐的优势。进一步地，可以通过第一介质3和第二介质4实现ssp模式的调制，也具有低损耗传输的优势。给定结构参数d＝30μm，a/d＝0.5，h＝2.2d，g＝2.8d，
为了简化计算，可以真空表示第一介质3和第二介质4，如图2所示，具有金属盖板的封闭式周期金属光栅ssp传输具有光线以下的ssp慢波模式，为常用的局域波，同时也具有光线以上的ssp快波模式，在上述给定的结构参数下，ssp慢波模式的渐进频率ωp＝1thz，ssp快波模式的截止频率ωc＝1thz。
本发明基于加有金属盖板的封闭周期金属光栅ssp传输设计了工作在太赫兹频段的动态可调谐滤波器，金属以理想导体表示，结构以两个周期计算(为计算方便，在无损耗条件下，采用周期边界条件也可用一个周期替代)，滤波器以左侧光栅输入，右侧输出，给定矩形结构的周期金属光栅结构参数d＝60μm，a/d＝0.5，h＝66μm不变，通过调节金属盖板1的高度g实现ssp传输阻带的调谐，与传统通过改变结构参数实现ssp传输特性的调谐相比，显示了本发明中封闭金属光栅ssp传输的动态调谐的优势。通过有限积分法可计算不同金属盖板1高度g下ssp的传输系数，计算结果如图3所示，给定高度g从50μm减小到10μm，其他参数保持不变，ssp传输阻带的中心频率由1.0thz增大到1.25thz，传输阻带的下频率由ssp慢波模式的渐进频率决定，传输阻带的上频率由ssp快波模式的截止频率决定，与ssp计算的色散曲线很好地吻合。
如图4所示，本发明还提供了一种太赫兹滤波器调谐方法，采用上述任一种的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器实现，具体调谐步骤包括：
s1、获取封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器的结构参数，包括周期金属光栅2的开槽宽度a、开槽深度h、排列周期d。
s2、通过有限积分法，计算金属盖板1设置在不同高度g时，对应的ssp传输系数，确定相应的传输阻带；传输阻带的下频率由ssp慢波模式的渐进频率决定，上频率由ssp快波模式的截止频率决定。
s3、根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，调整金属盖板1的高度。
本发明提供的太赫兹滤波器调谐方法，能够在不改变周期金属光栅几何参数的情况下，实现ssp传输特性的动态调谐，这无疑会打开基于ssp的器件和系统更多广阔的应用前景，也能够赋予当前周期金属光栅ssp更多优异的性能。
优选地，步骤s3中，调整所述金属盖板的高度时，若需增大ssp快波模式的截止频率、减小ssp慢波模式的渐进频率，则减小所述金属盖板的高度，反之，若需减小ssp快波模式的截止频率、增大ssp慢波模式的渐进频率，则增大所述金属盖板的高度。
若封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器中，周期金属光栅2的各个开槽内均填充有第一介质3，周期金属光栅2与金属盖板1之间填充有第二介质4，则该方法进一步包括：
步骤s1还包括获取第一介质3、第二介质4的介电常数；
步骤s2还包括改变第二介质4的介电常数，确定相应的传输阻带；
步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合金属盖板1的高度和第二介质4的介电常数及其与传输阻带的对应关系，更换第二介质4。第二介质4的介电常数影响封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器工作性能，可根据实际需要采用不同的材料。并且，第二介质4设于金属盖板1与周期金属光栅2之间，便于更换。
优选地，步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第二介质的介电常数，更换第二介质时，根据ssp快波模式的截止频率调整第二介质的材质，当截止频率需要减小时，更换第二介质为介电常数更大的材质，即采用介电常数大于现有第二介质介电常数的材料制作出新的第二介质并进行替换，反之，当截止频率需要增大时，更换第二介质为介电常数更小的材质，即采用介电常数小于现有第二介质介电常数的材料制作出新的第二介质并进行替换。
进一步地，步骤s2还包括改变第一介质3的介电常数，确定相应的传输阻带；
步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合金属盖板1的高度和第一介质3的介电常数及其与传输阻带的对应关系，更换第一介质3。第一介质3的介电常数同样影响封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器工作性能，可根据实际需要采用不同的材料。并且，第一介质3设于周期金属光栅2的开槽之间，周期金属光栅的几何结构无需变化，用于填充的第一介质3其几何结构也不需变化。
优选地，步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第一介质介电常数，更换第一介质时，根据ssp慢波模式的渐进频率调整第一介质的材质，当渐进频率需要减小时，更换第一介质为介电常数更大的材质，即采用介电常数大于现有第一介质介电常数的材料加工出新的第一介质并进行替换，反之，当渐进频率需要增大时，更换第一介质为介电常数更小的材质，即采用介电常数小于现有第一介质介电常数的材料加工出新的第一介质并进行替换。
本发明提供的太赫兹滤波器调谐方法可通过简单改变金属盖板1的高度实现ssp快波模式和慢波模式的调谐，基于该封闭系统的动态可调谐太赫兹滤波器在改变金属盖板1高度时，滤波器的截止频带的下频率的调谐与ssp慢波模式的渐进频率的改变相关，滤波器的截止频带的上频率的调谐与ssp快波模式的截止频率的改变相关。减小金属盖板1的高度g，可调谐太赫兹滤波器截止频带的中心频率上移，截止频带展宽。截止频带的下频率在金属盖板1高度变化较大时(一般g>10λ，)基本保持不变，截止频带的上频率随着金属盖板1高度的减小而增大。进一步地，本发明提供的太赫兹滤波器调谐方法还可通过更换第一介质3、第二介质4的材料进一步调控太赫兹滤波器。该方法无需改变加工成型的周期金属光栅2的几何参数。
综上所述，本发明所提供的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器在ssp传播的垂直方向上不受外界信号的干扰和影响，与传统开放周期金属光栅2相比在ssp色散曲线上出现了光线以上的ssp快波新模式。通过金属改变高度的变化能够实现ssp快波模式和慢波模式的调谐，而无需改变金属光栅的几何参数，具有结构简单、紧凑和动态可调谐的优势。同时可在金属盖板1与金属光栅之间或者金属槽内填充不同的介质材料实现ssp模式的进一步调谐，能够减小金属光栅表面ssp模式的传输损耗，进一步增大ssp模式的场局附性。基于加有金属盖板1的封闭周期金属光栅2的太赫兹滤波器可通过改变金属盖板1的高度实现动态可调谐，并且其传输阻带的上频率和下频率能够分别调谐，传输阻带随着金属盖板1高度的减小而增大，易于操作。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其特征在于：包括金属盖板和矩形结构的周期金属光栅；
所述金属盖板为厚度不变的平板，平行间隔设于所述周期金属光栅正上方；
所述太赫兹滤波器ssp传输阻带的下频率由ssp慢波模式的渐进频率决定，上频率由ssp快波模式的截止频率决定。
2.根据权利要求1所述的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其特征在于：所述周期金属光栅的各个开槽内均填充有第一介质，所述周期金属光栅与所述金属盖板之间填充有第二介质。
3.根据权利要求2所述的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其特征在于：所述第一介质的介电常数为ε1，所述第二介质的介电常数为ε2，ssp慢波模式的渐进频率fs＝(c/4h)*(1/sqrt(ε1))，ssp快波模式的截止频率fc＝(c/2πh)*sqrt(3*(g*d/a ε2*h)/h)，其中，c表示真空中的光速，h表示周期金属光栅开槽深度，a示周期金属光栅开槽宽度，d表示周期金属光栅开槽排列周期，g表示金属盖板高度。
4.根据权利要求2或3所述的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器，其特征在于：所述第一介质和/或所述第二介质为特氟龙、玻璃、硅中一种。
5.一种太赫兹滤波器调谐方法，其特征在于：
采用如权利要求1-4任一项所述的封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器实现，具体调谐步骤包括：
s1、获取所述封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器的结构参数，包括所述周期金属光栅的开槽宽度、开槽深度、排列周期；
s2、通过有限积分法，计算所述金属盖板设置在不同高度时，对应的ssp传输系数，确定相应的传输阻带；
s3、根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，调整所述金属盖板的高度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述步骤s3中，调整所述金属盖板的高度时，若需增大ssp快波模式的截止频率、减小ssp慢波模式的渐进频率，则减小所述金属盖板的高度，反之，则增大所述金属盖板的高度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
若所述封闭式周期金属光栅ssp太赫兹滤波器中，所述周期金属光栅的各个开槽内均填充有第一介质，所述周期金属光栅与所述金属盖板之间填充有第二介质；
所述步骤s1还包括获取第一介质、第二介质的介电常数；
所述步骤s2还包括改变第二介质的介电常数，确定相应的传输阻带；
所述步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合所述金属盖板的高度和第二介质的介电常数，更换第二介质。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第二介质的介电常数，更换第二介质时，根据ssp快波模式的截止频率调整第二介质的材质，当截止频率需要减小时，更换第二介质为介电常数更大的材质，反之，更换第二介质为介电常数更小的材质。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
所述步骤s2还包括改变第一介质的介电常数，确定相应的传输阻带；
所述步骤s3还包括根据太赫兹滤波器实际所需传输阻带，结合所述金属盖板的高度和第一介质的介电常数，更换第一介质。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述步骤s3中，结合所述金属盖板的高度和第一介质的介电常数，更换第一介质时，根据ssp慢波模式的渐进频率调整第一介质的材质，当渐进频率需要减小时，更换第一介质为介电常数更大的材质，反之，更换第一介质为介电常数更小的材质。
技术总结