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(zhì)。近年來(lái)對(duì)它的研究越來(lái)越熱，在科研和生活中的應(yīng)用研究也越來(lái)越多，如空間通信、大氣科學(xué)、安全檢測(cè)領(lǐng)域。但太赫茲波的直接運(yùn)用還比較少，主要是因?yàn)樗谧杂煽臻g傳播時(shí)損耗較大。太赫茲波導(dǎo)器件的開(kāi)發(fā)和研制成為THz能否被廣泛應(yīng)用的關(guān)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(jié)構(gòu)使光子晶體光纖具有很多優(yōu)秀的性質(zhì)。光子晶體光纖與THz技術(shù)相結(jié)合，為THz波

2、導(dǎo)器件的研究開(kāi)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(jié)構(gòu)參數(shù)，使研究范圍進(jìn)一步拓寬。
　　本文首先對(duì)液晶的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的光子晶體光纖時(shí)，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(diào)諧濾波方面，利用液晶折射率易控的特點(diǎn)，提出一種全新的THz濾波器設(shè)計(jì)方案，把液晶材料填充到光子晶體光纖的空氣孔中，通過(guò)控制液晶的雙折射率來(lái)調(diào)諧光子晶體光纖的帶隙，改變太赫茲波的傳輸頻率，達(dá)到調(diào)諧濾波的目的。討論了反諧振模型，它可以預(yù)測(cè)帶隙型光子晶體光纖損耗的最大值點(diǎn)。研究了帶隙型光子晶體光纖的開(kāi)關(guān)和濾波特性，驗(yàn)證了反諧振模型的正確性，這樣可以利用反諧振模型來(lái)設(shè)計(jì)帶隙型光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)特