基于光子晶體的THz波調(diào)制器特性研究.pdf

1、在當(dāng)今信息大爆炸的社會(huì)中，數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的需求日益增長(zhǎng)，300GHz以下的無線頻譜資源已經(jīng)耗盡，而THz波(100GHz～10THz)是頻譜上的最后一段空白，將其應(yīng)用于未來的無線通信領(lǐng)域，以解決高速率、超寬帶無線接入問題是必然的趨勢(shì)。THz波調(diào)制器作為THz通信系統(tǒng)中關(guān)鍵的一環(huán)，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。同時(shí)，可調(diào)諧光子晶體作為一種新興材料，被廣泛的用于制作光通信系統(tǒng)中的調(diào)制器、光開關(guān)、濾波器等各種功能器件。光子晶體技術(shù)和THz波

2、技術(shù)的相結(jié)合為設(shè)計(jì)出一種TH2:波調(diào)制器提供了新的思路。開展對(duì)THz波調(diào)制器的研究，可以促進(jìn)THz通信技術(shù)的發(fā)展。
　　 本文首先介紹了可調(diào)諧光子晶體對(duì)THz波實(shí)現(xiàn)通、斷調(diào)制的機(jī)理，將基于光子晶體的THz波調(diào)制器分為帶隙遷移型和缺陷模遷移型兩類。然后設(shè)計(jì)并討論了三種用于實(shí)現(xiàn)THz波調(diào)制器的光子晶體結(jié)構(gòu)，通過時(shí)域有限差分法仿真計(jì)算，分別得到其透射譜。比較上述三種結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，基于點(diǎn)、線缺陷組合的光子晶體結(jié)構(gòu)在調(diào)制性能上更為優(yōu)秀。在完成

3、對(duì)調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過引入5CB液晶作為可調(diào)諧物質(zhì)，設(shè)計(jì)了帶隙遷移型和缺陷模遷移型兩種基于液晶光子晶體的電控THz波調(diào)制器。仿真分析了這兩種調(diào)制器的帶隙和透射譜，并從調(diào)制深度、調(diào)制速率、驅(qū)動(dòng)電壓、穩(wěn)態(tài)模場(chǎng)能量分布、后向反射以及牽引點(diǎn)的參數(shù)優(yōu)化等方面詳細(xì)討論了調(diào)制器的性能。為了進(jìn)一步提高調(diào)制器的調(diào)制速率，本文又設(shè)計(jì)了一種基于非線性光子晶體的THz波調(diào)制器，通過引入響應(yīng)時(shí)間極短的非線性有機(jī)聚合物一聚苯胺，實(shí)現(xiàn)了對(duì)THz波的快速、光控