概要說明
在兆赫波波段下（1T～10T），目前在使用薄金屬，正方形陣列下，
已有許多人討論利用長方形挖洞，改變其透光面積，長寬比，入射角 度等所造成的異常穿透[16]。然而由於長方形挖洞其穿透率並不像十 字架挖洞所擁有的較大穿透率之鋒值以及較窄之半頻寬，如圖 3-0 所 示，因此我們改用十字架挖洞，透過調整週期以控制穿透率之鋒值，
並改變其透光面積、長寬比、破壞對稱性等等，期望從中得到最佳濾 波效果之濾波器。
圖 3-0 我們在正方形陣列，長方形挖洞下，固定週期為 22um，
改變其長寬比所量測之穿透率頻譜。
3-1 正方形陣列不同的十字架透光面積 積，如圖 3-1a 所示，我們使 L＝3W＝21um、18um、15um、12um、9um，
所量測出來的頻譜如圖 3-1b 所示，相同參數之模擬如圖 3-1c 所示；
<2> stop-band 穿透率會隨著透光面積比例變小而下降，如圖 3-1d 所示。因此，由<1>和<2>我們知道，為了得到一可用之濾波器，
然而關於這個奇特的現象，我們目前尚無法明確了解明白其中主 要的原因。
圖 3-1a 十字架等比例縮小示意圖。
圖 3-1b 正方形陣列，十字架挖洞，不同透光面積。
圖 3-1c 參數同 3-1b 之模擬。
圖 3-1d 透光面積比例和峰值穿透率的關係圖。
圖 3-1e 透光面積比例和 stop-band 穿透率的關係圖。
圖 3-1f 正方形陣列，正方形挖洞，不同透光面積，其中 L 為邊長。
3-2 正方形陣列不同的十字架長寬比
週期和洞形狀大小是造成與影響共振的主因。而在當十字架越來 越細，我們預期週期造成的共振態不變，但十字架洞造成的共振態會 減少，使半高寬下降。因此接下來我們要改變的參數是十字架的長寬 比，如圖 3-2a 所示。我們固定週期 g＝24um，L＝18um，控制 W＝18um、
14um、10um、6um、4um，其中 L＝18um，W＝18um 實際上為正方形 pattern，所量測出來的頻譜如圖 3-2b 所示，相同參數之模擬如圖 3-2c 所示。由此頻譜圖我們同樣可以發現一些現象如下：
圖 3-2b 正方形陣列，十字架挖洞，不同長寬比。
圖 3-2c 參數同 3-1b 之模擬。
3-3 不同週期正方形陣列正方形挖洞
由 3-1，3-2 我們可以知道，十字架 pattern 不論是透光面積或是 長寬比，皆會使濾波器峰值發生改變；而正方形 pattern 透光面積並 不會改變峰值位置，且長寬比＝1。因此此節在討論週期對峰值的影 響，我們將不選用十字架 pattern，而改用正方形 pattern。
我們使週期 g＝50um、40um、30um、20um、15um，其穿透率頻譜 如圖 3-3b 所示，相同參數之模擬如圖 3-3c 所示，而週期 g 和峰值關
圖 3-3b 正方形陣列，正方形挖洞，不同週期之穿透率，
其中 g 為週期，L 為正方形 pattern 邊長。
圖 3-3c 參數同 3-3b 之模擬。
圖 3-3d 週期 g 和峰值波長關係圖。
3-4 正方形陣列十字架旋轉
我們發現，不論是正方形或是十字架，我們會使洞和週期對稱，
以加強其共振，進而提高峰值穿透率。然而若我們破壞對稱呢？首先 我們假想金屬網為二維晶格結構，由週期陣列（二維晶格）和所挖的 洞（基元）所組成，接著將所挖的洞旋轉，如圖 3-4a<1>和 3-4a<2>
所示。我們知道不同晶格方向，例如（1,0）和（1,1），其共振態會不
圖 3-4b 正方形陣列，十字架挖洞，將十字架作旋轉。
3-5 正方形陣列橫移
在 3-4，我們將金屬網視為由週期陣列（二維晶格）和所挖的洞
（基元）所組成，此節我們將固定基元，改變其晶格，如圖 3-5a 所示。
我們使週期 g＝24um，L＝18um，W＝6um，將十字架 pattern 分別 橫移 0g、0.125g、0.25g、0.375g 和 0.5g，其穿透率頻譜如圖 3-5b 所示。由圖 3-5b 我們發現，穿透率鋒值會隨著晶格的改變而下降，而 第二穿透率峰值則會隨著晶格的改變而紅移，甚至當橫移量為 0.5g 時，我們可以很清楚的觀察到，它會進一步的和主要穿透率峰值融合 在一起，且從中我們可以觀察出，主要峰值和第二共振峰值，其共振 態是獨立的。而我們在下一章節，將利用不同的晶格和不同形狀的基 元，設計出穿透率更高的濾波器。
圖 3-5a 將十字架 pattern shift，改變其晶格。
圖 3-5b 正方形陣列，十字架挖洞，改變其晶格。
其中週期 g＝24um，L＝18um，W＝6um。
四、改良式濾波器穿透效率
<2>stop-band 穿透率：我們打算利用串聯兩個相同濾波器元件去降低 stop-band 穿透率。
<3>半高寬：我們設計可以改變長寬比，但又可以固定透光面積的洞，
期望我們在長寬比極大的情形下，不會降低其透光面積，使整個濾 波器效果下降。
圖 4-0 正方形陣列十字架挖洞與六角形陣列雪花狀挖洞俯視圖。