亚波长太赫兹波导模场转换器设计及传输特性研究

发布时间：2022-12-18 18:29

　　由于太赫兹波在电磁领域中具有其他电磁波段所无法比拟的一些特点,例如能量低、吸水特性、穿透性强等等,从而使它在医学成像领域、化学领域、生物领域、通信等领域具有很重要的应用价值。迄今为止,许多太赫兹系统都是基于太赫兹波在自由空间传输的条件下构建的,体积庞大,易受到外界影响,不易集成。这是限制太赫兹技术发展的一大原因,而太赫兹波导可以推动太赫兹系统的集成化发展。同时,宽频太赫兹技术要求太赫兹波导可以实现低色散,低损耗,远程宽频传输。但目前的太赫兹波导技术还不成熟。此外,太赫兹波导有广泛的应用前景,比如提高光谱精细度,提高成像分辨率,实现功能器件以及传感器检测等。所以太赫兹波导是发展太赫兹技术的重要无源器件。太赫兹波导根据材料主要分为金属太赫兹波导与聚合物太赫兹波导,其中聚合物太赫兹波导相较于金属波导传输损耗较低,结构更灵活多变。近年来,聚合物波导中的亚波长太赫兹波导由于具有单模传输;其倏逝场在外部空气包层中传输易于多波导之间耦合;绝大部分波在空气包层中传输,减少材料的吸收损耗;结构简单,易于制造等优点,所以在太赫兹波导研究领域有着广泛应用前景。但它的缺点主要为传输太赫兹波时易受外部环境,如水... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 太赫兹技术及太赫兹波导应用背景
        1.1.1 太赫兹波源开发
        1.1.2 太赫兹检测
        1.1.3 太赫兹成像
        1.1.4 太赫兹通讯
    1.2 聚合物亚波长太赫兹波导
    1.3 模场转换器
    1.4 太赫兹波导制备工艺
        1.4.1 常规制备工艺
        1.4.2 3D打印成型工艺
    1.5 课题研究意义
    1.6 论文的组成和主要工作
第二章 全封闭式模块化亚波长太赫兹波导
    2.1 引言
    2.2 亚波长太赫兹波导理论分析
    2.3 结构设计与数值计算
        2.3.1 数值计算方法
        2.3.2 结构设计
        2.3.3 隔绝外部环境
        2.3.4 完整结构有效性验证
    2.4 本章小结
第三章 亚波长太赫兹波导模场转换器
    3.1 引言
    3.2 亚波长波导的实验检测
        3.2.1 太赫兹时域光谱仪
        3.2.2 亚波长太赫兹波导实验结果分析
    3.3 太赫兹模场转换器的结构设计
        3.3.1 空芯锥形波导的反谐振效应
        3.3.2 直波导与圆板波导
    3.4 3D打印制作波导
    3.5 模式转换器样品检测
        3.5.1 模场转换器实验与仿真结果对比
        3.5.2 模场转换器有效应验证
    3.6 本章小结
第四章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CO2激光的双包层光纤端帽熔接实验研究[J]. 叶昌庚,闫平,欧攀,巩马理.  激光技术. 2007(05)
[2]太赫兹量子级联激光器研究进展[J]. 曹俊诚.  物理. 2006(08)
[3]亚波长直径光纤的光学传输特性及其应用[J]. 童利民,潘欣云.  物理. 2007(08)
[4]太赫兹光谱和成像技术在食品安全检测中的应用[J]. 沈飞,应义斌.  光谱学与光谱分析. 2009(06)
[5]太赫兹量子级联激光器制备及其成像应用[J]. 黎华,曹俊诚.  中国科学（G辑:物理学 力学 天文学）. 2008(05)
[6]太赫兹通信技术的研究与展望[J]. 姚建铨,迟楠,杨鹏飞,崔海霞,汪静丽,李九生,徐德刚,丁欣.  中国激光. 2009(09)
[7]太赫兹技术及其应用[J]. 姚建铨.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(06)
[8]光子晶体光纤数值孔径的测量和数值研究[J]. 郭艳艳,侯蓝田.  光谱学与光谱分析. 2010(07)
[9]太赫兹技术及其应用研究进展[J]. 蔡禾,郭雪娇,和挺,潘锐,熊伟,沈京玲.  中国光学与应用光学. 2010(03)
[10]基于太赫兹时域光谱技术的水蒸气传输特性研究[J]. 周逊,邓琥,罗振飞,王度.  红外. 2013(06)

博士论文
[1]微结构光纤光栅及太赫兹波导器件应用研究[D]. 严国锋.浙江大学 2014

硕士论文
[1]新型太赫兹反谐振聚合物波导研究[D]. 刘婧.首都师范大学 2014



本文编号：3722546