一种基于FSS的太赫兹滤波器特性分析

基于太赫兹频段,为研究太赫兹滤波器的滤波特性,提出了一种基于频率选择表面(FSS)的反射型偏振太赫兹滤波器.通过分析不同旋转角度的滤波器透过性,得出该结构的滤波器具有中心反射率高,谐振频率拓展范围大等优点.优化计算结果表明,当FSS结构设计成不同的旋转角度时,可将中心频率控制在0.58～0.72 THz(动态可调范围约...     

氧化镁晶体的太赫兹时域光谱测量与分析

氧化镁晶体在太赫兹波段的性质得到了广泛的关注。基于太赫兹时域光谱系统,在0.2～2.6THz对氧化镁晶体的光学特性进行分析。从测得的透过率和相移提取晶体的折射率和吸收谱。通过数据分析处理,实验得到该波段氧化镁晶体的折射率在2.76～2.78之间,且随着太赫兹频率的增加其透过率逐渐减小。进一步分析表明,氧化镁晶体在太赫兹波段无明显反常色散和吸收峰。     

太赫兹可调谐滤波器设计

为了实现太赫兹信号的可调谐滤波,设计了一种基于柔性材料的太赫兹可调谐滤波器。通过扭曲特氟龙（Teflon）波导形成环型谐振器,实现了160～200 GHz频段的带阻滤波功能。改变谐振腔长可实现自由频谱范围（FSR）和滤波频点的调谐,实验测试了自由频谱范围在1.9 GHz和2.8 GHz间切换以及相应的滤波特性。研究表明,谐振腔长一定时,改变弯曲半径可实现滤波阻带抑制度的调节,柔性材料太赫兹环型谐振器可用于可调谐滤波,且具有较高的自由度。     

太赫兹频段硅的光学特性研究

硅是常用的半导体材料,它作为信息时代的基石,一直都在材料领域占有很重要的地位.总结了硅在太赫兹频段的光学特性,得到了一些可靠的光学参数,为进一步研究基于硅衬底的THz光子器件奠定了基础.同时,本文还对硅在THz频段的应用前景进行了展望.     

铝质亚波长圆孔阵列与牛眼结构的太赫兹波传输特性

使用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)对基于超常光学透射现象的铝质亚波长圆孔阵列和牛眼结构进行了实验研究。实验中,使用包含0.1².7THz的入射脉冲,观察到了明显的滤波效应,且滤波峰的中心频率恰好为两种结构所设计的0.53THz。太赫兹波的高频部分,尤其是高于1THz的部分发生了急剧地衰减。随着大样品中圆孔数量的增加,由于更加明显的周期性,滤波峰的中心漂移到0.26THz。使用表面等离子体激元(SPPs)的相关理论以及运用有限元算法(FEM)对实验中观察到的超常光学透射现象和滤波效应进行模拟和分析,模拟的结果与实验数据吻合得非常好。     

单层MoS2和WS2的太赫兹近场显微成像研究

采用太赫兹散射式扫描近场光学显微镜(THz s-SNOM)研究了化学气相沉积法制备的单层MoS₂和WS₂晶粒的太赫兹近场响应。在没有可见光激发时,未探测到可分辨的太赫兹近场响应,说明晶粒具有较低的掺杂载流子浓度。有可见光激发时,由于光生载流子的太赫兹近场响应,能够测得与晶粒轮廓完全吻合的太赫兹近场显微图。在相同的光激发条件下,MoS₂的太赫兹近场响应强于WS₂,反映了两者之间载流子浓度或迁移率的差异。研究结果表明,THz s-SNOM兼具超高的空间分辨率和对光生载流子的灵敏探测能力,对二维半导体材料和器件光电特性的微观机理研究具有独特的优势。     

一种导模共振窄带宽的平顶滤波器设计

鉴于导模共振滤波器具有高峰值反射率、低旁带反射、窄带以及带宽可控等优良特性,采用亚波长光栅的导模共振效应设计了一种平顶滤波器.通过将亚波长光栅与类法布里-珀罗腔结合使用,实现了窄带宽平顶滤波的效果.基于严格耦合波分析方法和等效介质理论,使用FDTD软件对光栅衍射效率进行了仿真分析.仿真结果表明,平顶滤波器在1130 n...     

基于石墨烯太赫兹调制器的研究

利用石墨烯的电导率可以通过电压调节的特性,研究了一种基于单层石墨烯的太赫兹调制器。为了提高太赫兹-石墨烯相互作用强度,调制器采用一种石墨烯-金属复合结构。全波电磁数值仿真结果表明,在反射工作模式下,该器件在3.5 THz的调制深度大于90%。采用平面半导体工艺,实现了调制器原型器件,并对其反射谱进行了测试,实验数据与仿真结果相符,这为以后实现高质量的太赫兹调制器奠定了基础。     

太赫兹光致力近场显微成像技术及应用研究

设计并搭建了太赫兹光致力显微成像系统(THz PiFM),首次在太赫兹波段实现了近场光力纳米显微成像测量。该系统基于原子力显微镜,利用探针对所受力的灵敏检测能力,通过探测探针与样品之间近场偶极相互作用产生的光场梯度力,实现无探测器的太赫兹近场显微成像。利用该系统,对可见光激发下的单层MoS₂晶粒进行了近场纳米显微成像表征,并分析了晶粒边缘近场光力信号增强的机制。研究结果表明,THz PiFM对二维材料中的载流子具有高灵敏的探测能力。与传统的太赫兹近场显微成像技术相比,THz PiFM无需太赫兹探测器,而且可获得更加优越的空间分辨率和成像信噪比,是一种低成本、高性能的新型太赫兹近场显微成像技术。     

Fe、Cu、Al三种金属狭缝的THz光谱测量

本文利用太赫兹时域光谱技术研究了宽度在0．08mm-1mm的Fe、Cu、Al三种不同金属狭缝在0．2-1．5THz频段的光学性能,得到了三种样品的时域谱、频域谱、透过率谱,并对三种谱图进行了比较。结果表明金属狭缝对太赫兹波的响应只与狭缝宽度有关,与狭缝深度和材料本身关系不大。这种方法可以不必考虑产生狭缝裂纹的金属材料本身种类,为以后运用太赫兹技术实现对不同金属、异类金属焊缝、合金管道无损检测奠定基础。     

体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器研究

为提高绿光激光器的输出特性,设计了一种体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器。采用反射型体布拉格光栅作为反馈元件构成外腔半导体激光器,并使用三硼酸锂晶体进行倍频,研究了基频光的光束及光谱特性对倍频光的光束及光谱特性的影响。实验结果表明,使用体布拉格光栅进行外腔锁波时,所得到的倍频光同样能实现窄带宽输出,同时倍频光的远场分布与基频光的远场分布一致。使用衍射效率为10%的体布拉格光栅作为外腔输出镜,可将半导体激光器的输出波长稳定锁定在1 064 nm,所得到的倍频光波长稳定在532 nm附近,光谱线宽压缩至0.4 nm左右,输出功率可达73 mW。     

非连续线性啁啾取样布拉格光栅型多信道光纤滤波器的设计

介绍了一种基于取样布拉格光纤光栅获得多信道光纤滤波器的方法。通过设计一种非连续阶梯型啁啾取样的布拉格光栅结构,可以分别实现单个信道宽度为50,100和200GHz的光纤滤波器。光纤滤波器的每个信道的宽度几乎完全相同,具有平顶、峭沿和高透射率特点,相邻信道间隔离深度超过28dB,平均插入损失不超过0.1dB,3dB带宽内相位响应起伏在5～30ps。利用介绍的方法制作具有相应非连续线性啁啾系数的全息相位掩模板,易于制作,成本低,重复性好。通过改变相应的光纤光栅参数,可以实现不同信道宽度的,性能稳定、可重复性高的光纤滤波器,在高速光通信系统以及光互连中有着非常好的应用前景。     

太赫兹CMOS场效应管模型及实验分析

针对商业CMOS(互补金属氧化物半导体)场效应管模型在高频下易失效的问题,运用ADS软件构建了基于经典动力学理论的非线性RCL传输线模型,并结合实测数据说明了本文模型的精准性及太赫兹波段场效应管的工作原理。构建了基于经典动力学理论的非线性RCL传输线模型仿真系统,并将其与商业模型仿真结果进行对比,分析了在太赫兹波段本文模型与商业模型的区别。测试了现有场效应管探测器的频率响应,并对实测数据与两种模型仿真数据进行对比,说明本文模型提高了预测精度。最后,结合3σ原则分析了场效应管沟道尺寸对载流子散射效应的影响,以及场效应管进入弹道工作模式的条件。实验结果表明:本文模型与商业模型的区别主要在于模型中是否存在电感部分,该部分可作为场效应管沟道中载流子动量是否守恒及散射效应是否可以忽略的表征参数。相较于商业模型,本文模型对探测器最佳频率工作点的预测精准度可提高0.3%,对探测器带宽的预测精准度可提高约10%。该项研究为CMOS场效应管模型的精确建立及仿真分析提供了良好基础。     

太赫兹金属弹簧波导的研究

为深入了解金属弹簧波导对太赫兹波的传输效果,对不同螺线间距金属弹簧的太赫兹波传输特性进行了实验研究。实验结果表明,对于线径0.8 mm、外直径12 mm、长14 cm的金属弹簧,在3.5/4.4 mm等较大的螺距下,弹簧波导反而能在较大的带宽下传导太赫兹波,并具有良好的偏振保持能力。3.5/4.4 mm螺距弹簧的太赫兹传输带宽均约为0.9 THz,且在其峰值频率处的传输损耗分别约为0.2 cm-1和0.27 cm-1。此外,金属弹簧能将太赫兹模式束缚在空气芯内传输,而非通过金属螺线导引传输。该研究结果对金属弹簧波导在太赫兹技术中的应用具有一定参考意义。     

Design and measurement of a Cu L-edge x-ray filter for free electron laser pumped x-ray laser experiments

An inner-shell photoionized x-ray laser pumped by the Linac Coherent Light Source (LCLS) free electron laser has been proposed recently. The measurement of the on-axis 849 eV Ne?Kα laser and protection of the x-ray spectrometer from damage require attenuation of the 1 keV LCLS beam. An Al/Cu foil combination is well suited, serving as a low energy bandpass filter below the Cu L-edge at 933 eV. A high resolution grating spectrometer is used to measure the transmission of a candidate filter with an intense laser-produced x-ray backlighter developed at the Lawrence Livermore National Laboratory Jupiter Laser Facility Janus. The methodology and discussion of the observed fine structure above the Cu L-edge will be presented.     

用于光束整形的表面等离子体双光栅结构

为了对双边布拉格反射波导半导体激光器的远场双瓣特性进行整形,使之合并成为单瓣出光远场,在布拉格反射波导的出光腔面上制作了表面等离子体双光栅结构。利用Au-SiO₂光栅结构对表面等离子体的耦合效应和表面等离子体的透射增强现象将双瓣远场耦合成为单瓣出射,然后通过Au-Si₃N₄光栅结构将透射的表面等离子体耦合成为光子进行准直出射,最终得到单瓣准直的远场光斑。计算结果表明：当Au-SiO₂光栅厚度为50 nm,填充因子为0.5,光栅周期为350 nm;Au-Si₃N₄光栅厚度为70 nm,填充因子为0.5,光栅周期为660 nm时可以得到远场发散角压缩到6.1°的整形光斑,比没有双光栅结构的发散角缩小了3.6倍;其远场透射光功率达到了模式光源的62%,是没有双光栅结构单瓣出射功率的1.59倍;同时腔面反射率也降低到12.4%,是没有双光栅结构的0.53倍。结果显示,提出的双光栅结构优化了布拉格反射波导半导体激光器的出光远场特性。     

High-precision grating sensor demodulation device's network interface based on DM9000A

High-precision fiber Bragg grating se nsor demodulation instrument with wide-range dynamic scanning can effectivel y improve the measuring range of the optical fiber grating sensor.Ethernet com munication module is an extremely important part of the high-precision grating sensor demodulation device.Network interface based on Ethernet control chip D M9000A is used to send and receive the Bragg grating sensing pulse.The network transformer YL18-2050S is used to convert and filter the pulse from network.The transmitting and receiving program of grating demodulation,hardware circuit of Ethernet transmission interface are designed.The experimental results show that the network interface can achieve accurate and real-time transmissi on of the grating sensing information at high speed.     

一种特殊啁啾摩尔光纤光栅透射谱的分析

运用传输矩阵理论计算一种特殊啁啾摩尔光纤光栅的透射谱,主要分析恒定有效折射率区域的数量、长度和位置对该种光栅的透射谱的影响及其产生原因,以便设计适合于多信道的光纤光栅滤波器。