太赫茲波非互易器件的研究.pdf

1、在外磁場(chǎng)作用下，被局域在介質(zhì)與等離子材料交界面上的表面等離子激元（SPPs）表現(xiàn)出非互易傳播特性，這種非互易 SPPs被稱為表面磁等離子激元（SMPs）。當(dāng)?shù)入x子材料的電子回旋頻率與等離子頻率大小可比時(shí)，在前向和后向兩個(gè)方向上SMPs的漸近頻率明顯不同，結(jié)果，在兩個(gè)不同漸近頻率之間的區(qū)域上SMPs只能往一個(gè)方向傳播，即出現(xiàn)單向傳播現(xiàn)象。為了確保單向SMPs免疫于后向散射，必須抑制介質(zhì)層中的bulk模式，而這可以通過引入一種帶隙材料截?cái)嘟?/p>

2、質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在太赫茲頻段內(nèi)，金屬是一種理想的帶隙材料，因?yàn)樗剖且粋€(gè)完美電導(dǎo)體，因此在等離子材料，介質(zhì)，金屬層狀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的單向SMPs。既然單向模式能夠完全抑制缺陷和彎曲引起的背向散射，單向波導(dǎo)可以用來(lái)構(gòu)建高傳輸效率的非互易光學(xué)器件，由此器件的設(shè)計(jì)問題可以被大大地簡(jiǎn)化。
　　理論研究了由單向波導(dǎo)構(gòu)建的太赫茲 Y-分支功率分束器。對(duì)于這種類型的分束器，在 Y-連接口處入射波不存在背向散射，因?yàn)檩斎胪ǖ啦恢С直诚騻鬏斈Ｊ?/p>

3、。因此，在無(wú)材料損耗的情況下，分束器傳輸效率為100％。此外，在給定工作頻率下，分束器可以通過調(diào)節(jié)外磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)控分束比例，以及光分束器也可以在較寬頻帶上實(shí)現(xiàn)等比例或者不等比例的分束。
　　另外，提出了一種基于單向SMPs傳輸來(lái)完全捕獲電磁輻射的方法。理論研究證實(shí)，在磁化半導(dǎo)體層上覆蓋一層電介質(zhì)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，太赫茲單向SMPs能夠在異質(zhì)結(jié)構(gòu)交界面附近處被完全捕獲，同時(shí)在亞波長(zhǎng)尺度下觀察到一個(gè)捕獲的強(qiáng)電磁斑。最后，還提出了一個(gè)基