太赫兹空芯波导的研究

发布时间：2022-10-10 18:44

　　随着太赫兹科学技术的迅速发展,太赫兹波传输作为太赫兹技术中不可或缺的一个领域,越来越受到人们的关注。太赫兹波导有望实现太赫兹波的低损耗和可弯曲传输。太赫兹空芯波导以空气为传输介质,结构简单,在太赫兹波导传输领域具有广阔的应用前景。本论文针对金属空芯波导、聚合物介质管空芯波导和金属/介质空芯波导这三种类型的太赫兹空芯波导进行了理论与实验研究。针对聚合物介质管空芯波导研究,设计了薄壁COC介质管空芯波导以实现对太赫兹波的宽频带传输。探讨了理论模拟计算空芯波导传输性能的COMSOL Multiphysics有限元分析模型和几何光学射线模型,讨论了两种模拟方法的差异。针对传统动态镀膜法在波导介质膜厚度和均匀性控制方面的局限性,提出活塞式可控降液镀膜思路并搭建相应的实验装置,将传统液相沉积工艺制备波导介质膜的最大厚度由15μm提高到30-60μm,并制备出了宽频带COC介质管太赫兹空芯波导。证明了可以通过调控COC介质管波导的壁厚来提高传输频带宽,实验测得在0.75-1.1THz范围内,直线传输和弯曲传输损耗分别可低至0.10dB/cm和0.18dB/cm。在金属空芯波导研究方面,理论分析了传输... 

【文章页数】：76 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
    1.2 太赫兹波导
        1.2.1 太赫兹金属波导
        1.2.2 太赫兹介质波导
        1.2.3 金属/介质空芯波导
    1.3 空芯波导
    1.4 论文意义、内容及结构安排
第二章 COC介质管波导对太赫兹波宽频带传输的研究
    2.1 聚合物介质管波导的材料选择
    2.2 空芯波导传输特性的理论模拟方法
        2.2.1 有限元法
        2.2.2 几何光学射线模型法
    2.3 COC介质管波导的结构设计与模拟
    2.4 COC介质管波导的制备与测试
        2.4.1 COC介质管波导的制备
        2.4.2 测试方法
    2.5 测试结果与讨论
        2.5.1 COC材料的光学常数
        2.5.2 介质层厚度分析
        2.5.3 太赫兹传输带宽测试
        2.5.4 太赫兹传输损耗测试
    2.6 本章小结
第三章 金属空芯波导对300GHz太赫兹波的传输研究
    3.1 金属空芯波导的仿真模拟
        3.1.1 金属材料的选择
        3.1.2 金属空芯波导的传输模式
        3.1.3 金属空芯波导的传输损耗与色散
        3.1.4 波导内直径对传输损耗的影响
    3.2 金属空芯波导的制备与测试
        3.2.1 金属管太赫兹空芯波导的制备
        3.2.2 柔性金属太赫兹空芯波导的制备
        3.2.3 测试方法
    3.3 测试结果与讨论
        3.3.1 金属表面粗糙度对传输损耗的影响
        3.3.2 金属材料对传输损耗的影响
        3.3.3 波导内直径对传输的影响
        3.3.4 柔性ABS/银金属空芯波导的传输性能
    3.4 本章小结
第四章 银/COC介质太赫兹空芯波导的研究
    4.1 银/COC介质空芯波导的仿真模拟
        4.1.1 银/COC介质空芯波导的传输模式与传输性能
        4.1.2 300GHz银/COC介质空芯波导传输损耗与结构的关系
    4.2 银/COC介质空芯波导的制备与测试
        4.2.1 银/COC介质空芯波导的制备
        4.2.2 测试方法
    4.3 测试结果与讨论
        4.3.1 银/COC介质空芯波导的分析
        4.3.2 银/玻璃介质空芯波导的分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的研究工作
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]W波段介质金属膜空芯波导的传输特性[J]. 俞舒元,朱晓松,石艺尉.  光学学报. 2018(03)
[2]太赫兹技术在军事和航天领域的应用[J]. 闵碧波,曾嫦娥,印欣,马俊海.  太赫兹科学与电子信息学报. 2014(03)
[3]低损耗传输太赫兹波的Topas多孔纤维设计[J]. 王豆豆,王丽莉.  红外与激光工程. 2013(09)
[4]近红外低损耗AgI/Ag空芯光纤的制作[J]. 曾旋,刘炳红,何宇婧,孙帮山,石艺尉.  光学学报. 2013(03)



本文编号：3690150