液晶光子晶體光纖THz濾波和傳感特性研究.pdf

1、THz波是介于微波和紅外之間的波，具有很優(yōu)秀的性質。近年來對它的研究越來越熱，在科研和生活中的應用研究也越來越多，如空間通信、大氣科學、安全檢測領域。但太赫茲波的直接運用還比較少，主要是因為它在自由空間傳播時損耗較大。太赫茲波導器件的開發(fā)和研制成為THz能否被廣泛應用的關鍵。
　　光子晶體光纖不同于傳統(tǒng)光纖，其包層中有很多周期性排列的空氣孔，這種特殊的結構使光子晶體光纖具有很多優(yōu)秀的性質。光子晶體光纖與THz技術相結合，為THz波

2、導器件的研究開辟出一條嶄新的道路。在光子晶體光纖的空氣孔中填充液晶，可以改變光子晶體光纖的結構參數(shù)，使研究范圍進一步拓寬。
　　本文首先對液晶的光學性質進行了研究，選擇5CB液晶作為本文光子晶體光纖的填充材料，探究了它在溫度和電壓下的特性。介紹光子晶體光纖的一些結構特征，綜合了目前主流的一些數(shù)值分析方法。利用有限元法，在研究具有二維周期性結構的光子晶體光纖時，給出了參數(shù)的選擇條件。
　　本文研究了液晶摻雜的光子晶體光纖在TH

3、z波段的濾波和傳感特性。
　　在調諧濾波方面，利用液晶折射率易控的特點，提出一種全新的THz濾波器設計方案，把液晶材料填充到光子晶體光纖的空氣孔中，通過控制液晶的雙折射率來調諧光子晶體光纖的帶隙，改變太赫茲波的傳輸頻率，達到調諧濾波的目的。討論了反諧振模型，它可以預測帶隙型光子晶體光纖損耗的最大值點。研究了帶隙型光子晶體光纖的開關和濾波特性，驗證了反諧振模型的正確性，這樣可以利用反諧振模型來設計帶隙型光子晶體光纖的結構，從而實現(xiàn)特