硅光子晶體光纖中太赫茲波的衰減特性分析 (圖文)

1、硅光子晶體光纖中太赫茲波的衰減特性分析硅光子晶體光纖中太赫茲波的衰減特性分析(圖文圖文)太赫茲波是指頻率范圍在0.1THz~10THz之間的電磁波。近些年來，隨著太赫波源和太赫茲波探測取得的一系列進(jìn)展，使太赫茲在物體成像、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、射電天文、寬帶移動(dòng)通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用背景。由于太赫茲波在自由空間中的傳輸損耗很大，太赫茲能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵在于能否獲得低損耗傳輸波導(dǎo)。國內(nèi)外對(duì)太赫茲波導(dǎo)開展了有關(guān)研究，如美國Rice大學(xué)M.M

2、ittleman[1]實(shí)現(xiàn)了低色散的不銹鋼金屬波導(dǎo)傳輸。Hidaka等[2]用鐵電聚合物聚材料設(shè)計(jì)了空心波導(dǎo)，該波導(dǎo)的傳輸損耗為1.5m1。R.Mendis等[3]制作了太赫茲波塑料光纖。如何實(shí)現(xiàn)低損耗太赫茲波導(dǎo)依然是當(dāng)前太赫茲波研究熱點(diǎn)。本文提出一種具有點(diǎn)缺陷的光子晶體光纖作為太赫茲傳輸波導(dǎo)，通過有限元法計(jì)算分析，獲得該太赫茲光子晶體波導(dǎo)的衰減為0.0012dBm，具有傳輸性能好、尺寸小和便于集成等優(yōu)點(diǎn)。一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太赫茲光子晶體波導(dǎo)

3、結(jié)構(gòu)如圖1所示。材料為電阻率10k.cm的硅，截面分為包層區(qū)和芯區(qū)，包層為均勻空氣按六邊形排列形成周期性結(jié)構(gòu)，芯層中心原空氣孔缺省而形成纖芯。為空氣孔間距，d為空氣孔直徑，d為相對(duì)孔徑，N為包層空氣孔層數(shù)，n1為空氣的折射率，n2為硅的折射率。圖1太赫茲波導(dǎo)光子晶體光纖截面式中是波長。當(dāng)f=0.1THz，孔間距=75m，空氣孔層數(shù)N=7，太赫茲波在光子晶體光纖中損耗特性在d=0.4時(shí)，太赫茲波在光子晶體光纖中損耗為0.0013dBm。在

4、d=0.95時(shí)，太赫茲波在光子晶體光纖中損耗為0.0012dBm。三、結(jié)論本文提出了基于六邊形結(jié)構(gòu)光子晶體光纖太赫茲波導(dǎo)。在傳輸頻率為f=0.1THz，占空比d=0.95，空氣孔間距=75m時(shí)，最小傳輸損耗為0.0012dBm。研究結(jié)果表明選擇合適的參數(shù)可以設(shè)計(jì)出具有低傳輸損耗的太赫茲光子晶體波導(dǎo)。參考文獻(xiàn)[1]K.L.WangD.M.Mittleman.Metalwiresfterahertzwaveguiding[J].Nature