THz波段光子晶体谐振腔的特性分析

提出了一种适用于太赫兹器件的二维光子晶体谐振腔,分析了这种谐振腔的主要特性.采用平面波展开法进行仿真计算,通过改变二维光子晶体的晶格常数、介电常数比、填充率等研究其带隙结构、谐振频率在THz波段的变化规律.研究结果为THz波段器件的制作及THz系统的应用提供了理论依据.     

太赫兹波在二维三角晶格光子晶体中的传播特性

用平面波展开法研究了太赫兹波在二维三角晶格光子晶体中的传播特性。数值计算了以硅为背景的空气圆柱构成的二维三角晶格光子晶体的能带结构和态密度,计算表明r=0.50a和r=0.46a时,E偏振和H偏振分别出现最大光子带隙,带隙宽度分别0.1097THz和0.1935THz,在r=0.48a出现最大完全光子带隙,带隙宽度为0.0759THz,光子晶体态密度的分布也表明了存在光子带隙的范围,研究结果为太赫兹器件的开发提供了理论依据。     

二氧化钛光子晶体波导的太赫兹波传输特性

本文应用时域有限差分法研究了二维二氧化钛光 子晶体波导的禁带范围和太赫兹波的 传输特性,分别设计了带隙宽度为0.226 THz 、0.2728 THz和0.316 THz的直线型、直角型和T 型二氧化钛光子晶体波导结构。研究发现,相比传统波导,本文设计的二维二氧化钛光子晶 体波导不仅在直线路径中有较高的太赫兹波传输效率,而且在转角的路径中也有很高的太赫 兹波传输效率。此研究结果为太赫兹器件的设计和制作提供重要理论依据,为高速宽带无线 通信系统的发展提供重要理论借鉴。     

传输 0.1THz 的微尺寸同轴电缆的优化设计

随着太赫兹技术的发展,人们对低损耗THz 传输器件的需求越来越迫切。在本文中,提出了一种利用光子晶体 光纤制备技术来实现的微尺寸同轴电缆的优化结构设计。这种优化设计的结果可以使成份为石英和铜组成的微尺寸同轴 电缆对0.1THz 的损耗降到5.45dB/m。     

传输0.1THz的微尺寸同轴电缆的优化设计

随着太赫兹技术的发展,人们对低损耗THz传输器件的需求越来越迫切。在本文中,提出了一种利用光子晶体光纤制备技术来实现的微尺寸同轴电缆的优化结构设计。这种优化设计的结果可以使成份为石英和铜组成的微尺寸同轴电缆对0.1THz的损耗降到5.45d B/m。     

基于二维光子晶体的多频段太赫兹波滤波器研究

基于二维光子晶体,提出一种多频段 太赫兹(THz)波滤波器。在光子晶体中引入3条平行的横向波导,通过改变介质柱的半 径或插入半径较小的介质柱在 相邻波导之间构成耦合区域,使特定频率的THz波从中部波导耦合至上、下侧光子晶体波 导并分别从端口2和1输出, 其余的THz波经中部波导从端口3输出,最终达到多频段滤波的效果。利用时域有限差 分法和平面波展开法对所提出 的器件计算和仿真结果显示,频率为f=3.24和3.75THz的THz波分 别从端口1、2和3输出中,传输效率分 别达到95%和99% ,表明本文结构能很好实现多频段滤波效果。     

太赫兹波在二维正方晶格光子晶体中的传播特性

本文用平面波展开法研究了太赫兹波(THz)在二维正方晶格光子晶体中的传播特性。分析了晶格常数为a=0.1mm的正方晶格介质柱二维光子晶体,在0~1.8THz频段范围内,通过数值计算,发现当介质圆柱半径r=0.2a时,E偏振出现最大绝对光子带隙,带隙位于0.283-0.400THz,带隙宽度为0.117THz,相应的带隙波长范围为84.9μm至120μm,处于THz波段,并分析了随着相对介电常数差值的增大出现的TM带隙宽度增大。研究结果为THz器件的开发提供了理论依据。     

太赫兹波段正方晶格二维光子晶体传输特性的研究

应用平面波展开法研究太赫兹波段正方晶格二维光子晶体的传输特性,数值模拟得到了太赫兹波段圆柱组成正方晶格二维光子晶体的带隙变化和能态密度的分布规律,根据计算结果设计了（0.485~0.503）THz波段的滤波器。并且分析了当圆柱发生微小改变形成椭圆柱正方晶格二维光子晶体时的带隙特性,研究结果为太赫兹器件的开发提供了理论依据。     

高双折射低色散光子晶体光纤设计

为了高效传输太赫兹(Terahertz,THz)波并促进太赫兹的实际应用。提出了一种具有高双折射,低色散特性的太赫兹光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)。利用全矢量有限元法对所提出的PCF结构进行数值仿真,分析了结构参数与双折射以及色散的关系。仿真结果表明,该光纤在0.9~1.3 THz可获得10-2数量级的高双折射和较低的色散,频率为1 THz时双折射可高达0.0318,同时在1.1~1.3 THz,可获得0.8±0.45ps/(THz·cm)的色散。     

光控光子晶体太赫兹波调制器消光比的研究

光控太赫兹波调制器在未来的THz通信中具有重要作用,消光比是太赫兹波调制器的主要性能指标,文中研究了基于二维正方晶格光子晶体太赫兹波调制器晶格变化对调制器消光比的影响,选取光子晶体介质柱的半径作为结构参量,利用基于FDTD的Rsoft软件进行仿真计算,结果表明,将谐振腔正上方介质柱的半径缩小一定数量时,可以提高调制器的消光比。     

太赫兹波导器件研究进展

近年来，太赫兹科学技术的发展极为迅速。与此同时，以波导为基础的、用于太赫兹传输的器件应运而生，其中主要包括：太赫兹金属波导、太赫兹光子晶体波导、太赫兹光子晶体光纤、太赫兹聚合物波导、太赫兹塑料带状波导、太赫兹蓝宝石光纤等。为此，就国际上太赫兹波导器件方面的研究进展和最新动态进行了较详细的分析和归纳总结。     

Progress in Terahertz Waveguides

This paper summarizes the recent progress in Terahertz(THz) waveguides. Many THz waveguides of various sorts have been presented and examined, including dielectric THz waveguides, metal THz waveguides, THz fiber and photonic crystal THz waveguides. Their advantages and limitations are stated, and the perspective of research on Terahertz waveguides is discussed.     

太赫兹光子滤波器技术的研究

太赫兹技术具有分辨率高、穿透力能力强等优点,正逐步成为军事和民用领域的研究热点。介绍了工作于太赫兹波段的光子滤波器的工作原理,推导了光子滤波器的传递函数,在此基础上设计了一种新型的基于级联调制器的光子滤波器结构,利用Optisystem构建了传统光子滤波器和级联调制器的光子滤波器的仿真模型,并进行了对比仿真和分析。研究发现滤波器的品质因数Q和掺铒光纤放大器的最大输出功率有直接关系,基于级联调制器的光子滤波器具有更好的滤波特性。     

太赫兹滤波器

太赫兹技术在生物、国防以及基础研究等方面有重要的应用,要实现对太赫兹波技术的实际有效的应用,与之相关的太赫兹传导、滤波器件等功能器件至关重要.目前太赫兹滤波器结构主要基于二维光子晶体、超颖材料、表面等离子体等结构.就太赫兹滤波器的研究进展进行了总结,并对其今后的研究发展方向进行了分析.     

基于二维光子晶体的光控分光比可调Y型太赫兹波分束器

在完整的二维三角晶格硅光子晶体中,引入线缺陷和非线性聚合物材料的点缺陷,利用线缺陷模和点缺陷模的耦合作用和非线性聚合物材料的三阶非线性克尔效应,提出了一种基于二维光子晶体的光控分光比可调Y型太赫兹波分束器。采用平面波展开法（PWM）和时域有限差分法（FDTD）,对分光比可调的太赫兹波分束器性能进行了研究。研究结果表明,通过改变控制光的光强,可实现两输出端口分光比可调的Y型太赫兹波分束器。此分束器可实现特定波长的太赫兹波分光,透射率达到98%以上,附加损耗低于0.087 dB,响应时间达到ps量级。该分光比可调的分束器将在未来太赫兹波通信中具有广阔的应用前景。     

太赫兹波在二维正三角晶格金属光子晶体中的传输特性

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料,金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率,对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析,获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明,传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化,且TE模和TM模带隙差异很大,这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。     

太赫兹波段蜂巢晶格二维光子晶体传输特性的研究

运用平面波展开法优化了太赫兹波段蜂巢晶格二维光子晶体带隙结构,数值模拟得到了太赫兹波段蜂巢晶格光子晶体的最大TE模、TM模和完全带隙,通过光子晶体态密度分布进一步验证了所优化的带隙结构,并设计了对应带隙范围的太赫兹波器件。研究结果为太赫兹器件的开发提供了理论依据。     

Microstructure Functional Devices-Effectively Manipulate Terahertz Waves

Terahertz (THz) technology promises important applications including imaging, spectroscopy, and communications. However, one of limitations at present for advancing THz applications is the lack of efficient devices to manipulate THz waves. Here, our recent important progresses in THz functional devices based on artificial microstructures, such as photonic crystal, metamaterial, and plasmonic structures, have been reviewed in this paper, involving the THz modulator, isolator, and sensor. These THz microstructure functional devices exhibit great promising potential in THz application systems.     

二维正方晶格光子晶体的带隙研究

利用平面波展开法模拟了二维正方晶格光子晶体的能带结构,通过改变介质柱半径的大小从r=0.2a变化到r=0.4a和介电常数的大小从εa=11.6变化到εa=20,分析研究了光子晶体的光子禁带以及太赫兹波在光子晶体中的传输特性。研究结果为制作太赫兹波段的光子晶体器件提供了理论依据。