本文關(guān)鍵詞：新型太赫茲反諧振聚合物波導(dǎo)研究　出處：《首都師范大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 太赫茲 寬頻透射譜 聚合物 反諧振波導(dǎo) 傳輸損耗 彎曲損耗

【摘要】：隨著太赫茲(THz)技術(shù)的不斷發(fā)展,太赫茲波導(dǎo)作為太赫茲波傳輸器件—直是研究的熱點(diǎn),而波導(dǎo)的低損耗與可彎曲性是太赫茲傳輸研究所追求的最終目標(biāo)。相比較于傳統(tǒng)波導(dǎo),太赫茲聚合物空芯波導(dǎo)在這兩方面都有比較明顯的優(yōu)勢(shì)。因此,基于聚合物材料研究太赫茲波導(dǎo)特性,對(duì)于研制太赫茲波段導(dǎo)波器件具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本論文對(duì)幾種典型太赫茲波導(dǎo)的研究動(dòng)態(tài)和波導(dǎo)應(yīng)用前景進(jìn)行了論述和總結(jié),并根據(jù)波動(dòng)方程和電磁波的邊界條件,對(duì)幾種不同結(jié)構(gòu)的太赫茲反諧振波導(dǎo)進(jìn)行了Comsol Multiphysics數(shù)值模擬,并利用太赫茲連續(xù)波系統(tǒng)和太赫茲脈沖系統(tǒng)(太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng))對(duì)這幾種結(jié)構(gòu)的太赫茲反諧振波導(dǎo)的傳輸損耗特性及寬光譜傳輸特性進(jìn)行了研究,得到了它們?cè)谔掌澆ǘ蔚耐干漕l譜,證實(shí)了反諧振現(xiàn)象的存在,并嘗試在此基礎(chǔ)上進(jìn)行傳感研究,為物質(zhì)在太赫茲波段的檢測(cè)提供了可行的方法；同時(shí),合作提出并搭建了一種適于不同長(zhǎng)度波導(dǎo)的寬光譜探測(cè)系統(tǒng)。 本論文的具體工作如下： (1)根據(jù)波導(dǎo)傳輸理論和有限元理論,利用Comsol Multipnγsics4.3b模擬軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)的聚合物太赫茲波導(dǎo)進(jìn)行了數(shù)值仿真,總結(jié)了一種可行的波導(dǎo)數(shù)值模擬方法。 (2)利用自行搭建的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)(THz-TDS)對(duì)Si02管型波導(dǎo)、PMMA管型波導(dǎo)及自支撐結(jié)構(gòu)波導(dǎo)等太赫茲波導(dǎo)進(jìn)行了太赫茲寬光譜測(cè)量,得到了相應(yīng)的時(shí)域、頻域和透射譜,證實(shí)了反諧振現(xiàn)象的存在,并結(jié)合理論和數(shù)值模擬結(jié)果,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。同時(shí),搭建二氧化碳太赫茲激光器連續(xù)波探測(cè)系統(tǒng),對(duì)兩種結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的太赫茲傳輸特性進(jìn)行探究,得到了它們的典型傳輸模場(chǎng)、傳輸損耗和彎曲損耗等特性。 (3)根據(jù)反諧振傳感模型,嘗試?yán)梅粗C振聚合物波導(dǎo)在搭建的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)上進(jìn)行傳感實(shí)驗(yàn)。 (4)合作提出并搭建一種新型THz-TDS太赫茲波導(dǎo)測(cè)試系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)適于不同長(zhǎng)度波導(dǎo)的寬光譜探測(cè),該系統(tǒng)的探測(cè)長(zhǎng)度約為50cm。 總之,本論文通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)量對(duì)聚合物反諧振太赫茲波導(dǎo)的傳輸和傳感特性進(jìn)行了研究,為低損耗與可彎曲的太赫茲傳輸器件的設(shè)計(jì)提供了依據(jù),并對(duì)反諧振波導(dǎo)的潛在應(yīng)用提供了方向。同時(shí),通過(guò)搭建太赫茲波導(dǎo)探測(cè)系統(tǒng),為未來(lái)波導(dǎo)的寬頻譜特性探測(cè)提供了可行的方法。
[Abstract]:With the development of terahertz ( THz ) technology , the terahertz waveguide is the hotspot of the research , and the low loss and flexibility of the waveguide are the ultimate goal pursued by the terahertz transmission research institute . Compared with the traditional waveguide , the terahertz polymer hollow core waveguide has obvious advantages in both aspects . Therefore , the terahertz waveguide characteristic is studied based on the polymer material , and the terahertz wave - wave guide wave device has important practical application value for the development of the terahertz wave band waveguide device . Based on the wave equation and the boundary conditions of the electromagnetic wave , the transmission loss characteristics and the broad spectrum transmission characteristics of the terahertz anti - resonance waveguides with different structures are studied . The transmission spectra of the terahertz anti - resonance waveguides in the terahertz wave band are obtained , the existence of the anti - resonance phenomenon is confirmed , and a feasible method is provided for the detection of the terahertz wave band by the terahertz continuous wave system and the terahertz pulse system ( terahertz time domain spectroscopy system ) , and a wide spectrum detection system suitable for different length waveguides is proposed and built . The work of this paper is as follows : ( 1 ) Based on the theory of waveguide transmission and finite element theory , the numerical simulation of polymer terahertz waveguide with different structures is simulated by Comsol Multipn 緯 sics4 . 3b simulation software , and a feasible method for numerical simulation of waveguide is summarized . ( 2 ) The THz time domain spectroscopy system ( THz - TDS ) is used to measure the terahertz bandwidth of the Si02 tube type waveguide , the PMMA tube type waveguide and the self - supporting structure waveguide , so that the corresponding time domain , frequency domain and transmission spectrum are obtained , the existence of the anti - resonance phenomenon is confirmed , and the experimental results are analyzed and discussed in combination with the theoretical and numerical simulation results . ( 3 ) According to the anti - resonance sensing model , the anti - resonant polymer waveguide is used to carry out the sensing experiment on the constructed terahertz time - domain spectroscopy system . ( 4 ) A new THz - TDS terahertz waveguide test system is proposed and built to realize wide spectrum detection suitable for different length waveguides , and the detection length of the system is about 50 cm . In conclusion , this paper studies the transmission and sensing characteristics of the polymer anti - resonant terahertz waveguide by theoretical analysis and experimental measurement , and provides a basis for the design of the low - loss and flexible terahertz transmission device , and provides a direction for the potential application of the anti - resonant waveguide . Meanwhile , a terahertz waveguide detection system is built , and a feasible method is provided for the wide - spectrum characteristic detection of the future waveguide .

【學(xué)位授予單位】：首都師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN814

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本文編號(hào)：1408512