本文選題：THz波 + 開關(guān)��； 參考：《南京郵電大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：太赫茲(THz)波介于微波段與紅外波段之間,具有豐富的頻譜帶寬,良好的穿透性及低光子能量特性,使得THz波在寬帶通信方面有廣闊的發(fā)展空間。隨著現(xiàn)代移動通信技術(shù)的快速發(fā)展,未來對于無線THz波通信質(zhì)量的要求會越來越高,研究高性能的THz波器件成為發(fā)展的必然方向。THz波開關(guān)性能的好壞會直接影響THz波通信系統(tǒng)的質(zhì)量,是不可或缺的重要器件之一。隨著光子晶體在光通信領(lǐng)域應(yīng)用的日趨成熟,采用光子晶體實(shí)現(xiàn)高性能的THz波開關(guān)成為研究的主要方向。本文圍繞THz波通信系統(tǒng)中所應(yīng)用的光子晶體THz波開關(guān)器件展開研究。利用光子晶體的自準(zhǔn)直效應(yīng)和砷化鎵(GaAs)介質(zhì)材料的光學(xué)特性,提出了基于介質(zhì)板型和介質(zhì)柱型的兩種二維光子晶體THz波開關(guān)。用波長為810nm的激光器作為泵浦光源,通過光照改變GaAs介質(zhì)材料折射率的方法,控制THz波的導(dǎo)通和截止;光子晶體的自準(zhǔn)直效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)光束在光子晶體中的無衍射傳輸。利用Rsoft軟件,結(jié)合平面波展開法和二維時(shí)域有限差分法,對提出的THz波開關(guān)進(jìn)行仿真研究。研究結(jié)果表明:基于介質(zhì)板型的二維光子晶體THz波開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間為107.12ps,消光比為27.65dB,插入損耗為0.086dB;基于介質(zhì)柱型的二維光子晶體THz波開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間為116.1867ps,消光比為26.50dB,插入損耗為0.274dB。且對入射的THz波具有一定的角度容差和波長容差。
[Abstract]:Terahertz (THz) wave is between the microwave band and the infrared band. It has rich spectrum bandwidth, good penetration and low photon energy characteristics, which makes the THz wave have a broad development space in broadband communication. With the rapid development of modern mobile communication technology, the requirement of wireless THz wave communication quality will be higher and higher in the future. Research on high performance THz wave devices has become an inevitable direction of development. The performance of THz wave switches will directly affect the quality of THz wave communication systems, and it is one of the indispensable important devices. With the increasingly mature application of photonic crystals in the field of optical communication, the use of photonic crystals to achieve high performance THz wave switching has become the main research direction. This paper focuses on the photonic crystal THz wave switching devices used in THz wave communication systems. Based on the self-collimation effect of photonic crystals and the optical properties of GaAs / GaAs dielectric materials, two kinds of two-dimensional photonic crystal THz wave switches based on dielectric plate type and dielectric cylinder type are proposed. The laser with wavelength of 810nm is used as the pump light source to control the conduction and cut-off of the 810nm wave by changing the refractive index of the dielectric material. The self-collimation effect of the photonic crystal can realize the non-diffractive propagation of the beam in the photonic crystal. The proposed THz wave switch is simulated by using Rsoft software combined with plane wave expansion method and two-dimensional finite-difference time-domain method. The results show that the response time of two-dimensional photonic crystal THz wave switch based on dielectric plate is 107.12 ps. the extinction ratio is 27.65 dB, the insertion loss is 0.086 dB, and the response time, extinction ratio and insertion loss of two-dimensional photonic crystal THz wave switch based on dielectric cylinder are 116.1867 ps.Extinction ratio 26.50 dB and insertion loss 0.274 dB. The angle tolerance and wavelength tolerance of the incident THz wave are also obtained.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O734

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本文編號：1992073