太赫茲波段光子晶體光纖的設(shè)計(jì)與傳輸性能
發(fā)布時(shí)間：2021-03-07 21:28
太赫茲技術(shù)被公認(rèn)為是21世紀(jì)重大的新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一。光子晶體光纖因具有高雙折射、大模場面積、低損耗、色散可調(diào)等獨(dú)特優(yōu)勢而引起了人們的廣泛關(guān)注。本文運(yùn)用有限元法、完美匹配層和等效折射率原理等理論,設(shè)計(jì)了以環(huán)烯烴共聚物（COC）為基底材料,包層為六邊形的新型光子晶體光纖,并結(jié)合光纖制作方法,選擇合理的參數(shù)和結(jié)構(gòu),分析了光子晶體光纖在太赫茲波段傳輸特性的影響。研究成果對太赫茲波段的光子晶體光纖設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。主要研究內(nèi)容如下:1、在纖芯區(qū)域引入菱形空氣孔,實(shí)現(xiàn)了高雙折射的目的。研究了包層數(shù)、空氣填充率和菱形長短對角線比值等結(jié)構(gòu)參數(shù)對雙折射、限制損耗和吸收損耗的影響。結(jié)果表明:當(dāng)纖芯中菱形的長短對角線比值為2.5,包層數(shù)為5,包層空氣填充率為0.75時(shí),工作頻率為1.0THz,可獲得的雙折射值高達(dá)9.59×10-3,此時(shí)的限制損耗最低為2.28×10-4 dB/m,同時(shí)能夠在限制損耗和雙折射之間達(dá)到平衡。在此參數(shù)下,研究了色散隨頻率的變化曲線。結(jié)果表明頻率在1.2-1.6THz時(shí),色散平坦,這為研究單偏振單模光子晶體光纖提供了理論依據(jù)...
【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】：50 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
太赫茲波段在電磁波譜中的位置示意圖
難點(diǎn)在于太赫茲輻射的導(dǎo)波傳輸問題、太赫茲波相關(guān)的導(dǎo)向有效耦合問題[14]和如何選擇合適的傳輸媒介。光子晶體光纖散等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于傳輸太赫茲波[15,16]。世界各國對太赫茲技術(shù)的研究主要集中在太赫茲源、太赫茲發(fā)赫茲系統(tǒng)的構(gòu)建方面，對太赫茲信號的特點(diǎn)、信號處理方面尚進(jìn)行太赫茲技術(shù)的研究相對來說起步較晚，但是國家一直高開以“太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展”為主題的第270次學(xué)術(shù)討論的專家學(xué)者進(jìn)行交流，并積極探討了我國太赫茲技術(shù)研究的重解決的關(guān)鍵技術(shù)[17]。晶體光纖的簡介子晶體光纖的分類
子晶體光纖的簡介光子晶體光纖的分類子晶體光纖又稱為微結(jié)構(gòu)光纖或多孔光纖，它的實(shí)質(zhì)是帶有缺陷的光纖[18,19]。圖 1.2 為光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)示意圖，它由兩部分組成周期性排列的空氣孔，一般呈三角形排列；纖芯為缺陷態(tài)，破壞了結(jié)構(gòu)。圖 1.2 光子晶體光纖結(jié)構(gòu)圖
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型耐高溫透明環(huán)烯烴共聚物的合成與性能[J]. 楊木泉,張洪峰,厲蕾,顏悅. 航空材料學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]新型太赫茲光子晶體光纖的單模傳輸特性分析[J]. 劉延君,胡守重,侯尚林,王道斌,雷景麗,武剛,李曉曉,袁鵬. 光通信研究. 2016(01)
[3]菱形空氣孔的單一偏振單模太赫茲光子晶體光纖[J]. 汪靜麗,陳鶴鳴. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]二次諧波回旋管產(chǎn)生0.42THz輻射輸出[J]. 傅文杰,鄢揚(yáng),黎曉云,袁學(xué)松,劉盛綱. 科學(xué)通報(bào). 2011(Z2)
[5]新型THz波超平坦色散光子晶體光纖[J]. 姜躍進(jìn),施偉華,李培麗,趙巖. 物理學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]太赫茲量子級聯(lián)激光器材料生長及表征[J]. �？�,黎華,韓英軍,譚智勇,曹俊誠. 物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[7]Nb5N6 thin film on silicon and silicon oxide: A good material for terahertz detection[J]. LU XueHui, HE Ning, KANG Lin, CHEN Jian, JIN BiaoBing & WU PeiHeng Department of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China. Chinese Science Bulletin. 2009(18)
[8]雙折射光子晶體光纖中基于孤子分裂的超連續(xù)光譜產(chǎn)生[J]. 季玲玲,陳偉,曹迎春,楊振宇,陸培祥. 物理學(xué)報(bào). 2009(08)
[9]光子晶體光纖分析及其在超連續(xù)譜中的應(yīng)用[J]. 王偉,竺子民. 紅外與激光工程. 2007(05)
[10]THz信號處理與分析的研究現(xiàn)狀和發(fā)展展望[J]. 謝維信,裴繼紅. 電子學(xué)報(bào). 2007(10)
本文編號：3069831
【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】：50 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
太赫茲波段在電磁波譜中的位置示意圖
難點(diǎn)在于太赫茲輻射的導(dǎo)波傳輸問題、太赫茲波相關(guān)的導(dǎo)向有效耦合問題[14]和如何選擇合適的傳輸媒介。光子晶體光纖散等特點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于傳輸太赫茲波[15,16]。世界各國對太赫茲技術(shù)的研究主要集中在太赫茲源、太赫茲發(fā)赫茲系統(tǒng)的構(gòu)建方面，對太赫茲信號的特點(diǎn)、信號處理方面尚進(jìn)行太赫茲技術(shù)的研究相對來說起步較晚，但是國家一直高開以“太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展”為主題的第270次學(xué)術(shù)討論的專家學(xué)者進(jìn)行交流，并積極探討了我國太赫茲技術(shù)研究的重解決的關(guān)鍵技術(shù)[17]。晶體光纖的簡介子晶體光纖的分類
子晶體光纖的簡介光子晶體光纖的分類子晶體光纖又稱為微結(jié)構(gòu)光纖或多孔光纖，它的實(shí)質(zhì)是帶有缺陷的光纖[18,19]。圖 1.2 為光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)示意圖，它由兩部分組成周期性排列的空氣孔，一般呈三角形排列；纖芯為缺陷態(tài)，破壞了結(jié)構(gòu)。圖 1.2 光子晶體光纖結(jié)構(gòu)圖
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型耐高溫透明環(huán)烯烴共聚物的合成與性能[J]. 楊木泉,張洪峰,厲蕾,顏悅. 航空材料學(xué)報(bào). 2017(04)
[2]新型太赫茲光子晶體光纖的單模傳輸特性分析[J]. 劉延君,胡守重,侯尚林,王道斌,雷景麗,武剛,李曉曉,袁鵬. 光通信研究. 2016(01)
[3]菱形空氣孔的單一偏振單模太赫茲光子晶體光纖[J]. 汪靜麗,陳鶴鳴. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[4]二次諧波回旋管產(chǎn)生0.42THz輻射輸出[J]. 傅文杰,鄢揚(yáng),黎曉云,袁學(xué)松,劉盛綱. 科學(xué)通報(bào). 2011(Z2)
[5]新型THz波超平坦色散光子晶體光纖[J]. 姜躍進(jìn),施偉華,李培麗,趙巖. 物理學(xué)報(bào). 2010(08)
[6]太赫茲量子級聯(lián)激光器材料生長及表征[J]. �？�,黎華,韓英軍,譚智勇,曹俊誠. 物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[7]Nb5N6 thin film on silicon and silicon oxide: A good material for terahertz detection[J]. LU XueHui, HE Ning, KANG Lin, CHEN Jian, JIN BiaoBing & WU PeiHeng Department of Electronic Science and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210093, China. Chinese Science Bulletin. 2009(18)
[8]雙折射光子晶體光纖中基于孤子分裂的超連續(xù)光譜產(chǎn)生[J]. 季玲玲,陳偉,曹迎春,楊振宇,陸培祥. 物理學(xué)報(bào). 2009(08)
[9]光子晶體光纖分析及其在超連續(xù)譜中的應(yīng)用[J]. 王偉,竺子民. 紅外與激光工程. 2007(05)
[10]THz信號處理與分析的研究現(xiàn)狀和發(fā)展展望[J]. 謝維信,裴繼紅. 電子學(xué)報(bào). 2007(10)
本文編號：3069831
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