环烯烃共聚物多孔太赫兹纤维的设计与特性模拟 被引量：4

1

作者 马天 孔德鹏 +2 位作者 姬江军 王光珍 王丽莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期631-636,共6页

太赫兹纤维波导是太赫兹系统中重要的组成元件。为了实现太赫兹辐射的低损耗低色散传输,设计了一种以环烯烃共聚物为基质的多孔太赫兹纤维,并利用基于全矢量有限元法的商业软件COMSOL分析了该多孔太赫兹纤维的传输特性,着重考察了亚波... 太赫兹纤维波导是太赫兹系统中重要的组成元件。为了实现太赫兹辐射的低损耗低色散传输,设计了一种以环烯烃共聚物为基质的多孔太赫兹纤维,并利用基于全矢量有限元法的商业软件COMSOL分析了该多孔太赫兹纤维的传输特性,着重考察了亚波长多孔纤芯的结构参数对传输特性的影响。结果表明,这种太赫兹纤维可以将模场能量很好地限制在亚波长多孔纤芯中传输,具有较小的有效模场面积、低的传输损耗和平坦近零色散等优良的传输特性;同时,通过增大多孔纤芯的占空比,可以将更多的模场能量限制在亚波长直径的空气孔洞中传输,并减小太赫兹纤维的有效模场面积和有效模式损耗,但同时会增大限制损耗和色散。 展开更多

关键词 多孔亚波长太赫兹纤维 环烯烃共聚物 全矢量有限元法 传输特性

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低损耗传输太赫兹波的Topas多孔纤维设计 被引量：2

2

作者 王豆豆 王丽莉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2409-2413,共5页

以新型聚合物材料Topas环烯烃共聚物（COC）为基质，设计了一种能够低损耗传输太赫兹波的多孔纤维。应用全矢量有限元方法对传输特性的研究结果表明，该Topas多孔纤维在太赫兹波段具有宽带低损耗、低色散的特性：0．4．1．5THz范围内的... 以新型聚合物材料Topas环烯烃共聚物（COC）为基质，设计了一种能够低损耗传输太赫兹波的多孔纤维。应用全矢量有限元方法对传输特性的研究结果表明，该Topas多孔纤维在太赫兹波段具有宽带低损耗、低色散的特性：0．4．1．5THz范围内的损耗小于0．2cm^-1；0．48-1．5THz范围内的色散为1．8±0．3ps·THz^-1·cm^-1。所设计的多孔纤维兼顾了结构简单、易于制备的特点。研究结论为Topas太赫兹波导的制备提供了理论指导。 展开更多

关键词 太赫兹波 Topas环烯烃共聚物 聚合物多孔纤维 有限元方法

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基于亚波长金属孔阵列的光控太赫兹强度调制器(英文) 被引量：4

3

作者 李晨龙 冯丽爽 +2 位作者 周震 隋佳伟 殷博昊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期4013-4016,共4页

太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基... 太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基本原理;其次利用传统的微纳加工技术在半绝缘砷化镓衬底上制作出二维亚波长金属孔阵列;最后搭建了太赫兹时域光谱系统,测试了器件样品对太赫兹波的透过率。结果表明:亚波长金属孔阵列可以引起透射率的异常增强,且透射率随着泵浦光强的增大而减小,在特定频率点实现了较高的调制深度。此研究为实现高调制深度的太赫兹波强度调制器提供了参考。 展开更多

关键词 太赫兹波强度调制器 亚波长金属孔阵列 表面等离子激元

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温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响 被引量：3

4

作者 武阿妮 李晨毓 +4 位作者 周庆莉 刘建丰 孙会娟 杨舟 张存林 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1832-1835,共4页

利用太赫兹时域光谱系统研究温度对Ga As基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带... 利用太赫兹时域光谱系统研究温度对Ga As基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带区域的透过率情况,分析了总体透过率降低的根本原因在于温度升高导致Ga As基底的本征载流子浓度升高;共振凹陷减弱是由于基底载流子的变化致使透过率升高形成的;红移现象的产生是由于温度升高导致样品折射率增大。此外,该研究可以为太赫兹范围的功能器件在实际应用和生产制造中提供有意义的参考。 展开更多

关键词 太赫兹 温度 亚波长金属结构

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亚波长金属块阵列中太赫兹波的传输特性研究 被引量：3

5

作者 孔辉 李高芳 +2 位作者 马国宏 胡淑红 戴宁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期888-892,共5页

利用太赫兹时域光谱技术,研究了亚波长金属块阵列的太赫兹透射光谱特性及金属阵列结构的周期、金属块尺寸等因素对太赫兹透射特性的影响.结合时域有限差分方法,对实验结果进行了数值模拟,并分析了影响太赫兹透射的因素.结果表明:亚波长... 利用太赫兹时域光谱技术,研究了亚波长金属块阵列的太赫兹透射光谱特性及金属阵列结构的周期、金属块尺寸等因素对太赫兹透射特性的影响.结合时域有限差分方法,对实验结果进行了数值模拟,并分析了影响太赫兹透射的因素.结果表明:亚波长金属块阵列结构中,THz波的透射极小的位置由金属块的尺寸和周期决定,其透射谷的半高宽随其周期的增大而减小;透射峰值的位置由阵列的周期结构决定,其频率随周期的增加而减小;亚波长金属块结构的透射极小来源于金属块表面局域化电场等离子体的本征频率反射,该局域化电场与金属块结构密切相关,通过改变金属块结构,可以改变其表面电场分布与局域化.研究结果为研制太赫兹波段带阻滤波器提供了有益的参考. 展开更多

关键词 太赫兹 亚波长微结构 表面等离子体共振

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亚波长线栅太赫兹偏振分束器的研究 被引量：2

6

作者 张蒙恩 王文涛 +3 位作者 刘平安 李向军 刘建军 洪治 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期297-300,共4页

为了提高工作在太赫兹波段偏振分束器的性能,采用激光诱导与化学镀铜的方法在聚酰亚胺衬底上制作了亚波长周期金属线栅太赫兹偏振分束器,并以返波振荡器作为太赫兹辐射源搭建了偏振分束特性测试系统。当入射波频率为340GHz、入射角为45&... 为了提高工作在太赫兹波段偏振分束器的性能,采用激光诱导与化学镀铜的方法在聚酰亚胺衬底上制作了亚波长周期金属线栅太赫兹偏振分束器,并以返波振荡器作为太赫兹辐射源搭建了偏振分束特性测试系统。当入射波频率为340GHz、入射角为45°时,测得在入射波偏振在0°～180°变化过程中,该偏振分束器具有良好的偏振分束特性,透射和反射的消光比分别为27.3dB和10.5dB,插入损耗分别为0.13dB和0.32dB;用太赫兹时域光谱系统测得偏振分束器在0.2THz～1.5THz频域内透射消光比大于18dB。结果表明,测试结果与时域有限元方法模拟结果基本吻合。 展开更多

关键词 光学器件 亚波长线栅 太赫兹 偏振分束器 激光诱导化学镀

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亚波长金属块阵列的太赫兹传感芯片 被引量：1

7

作者 王思江 毛洪艳 +4 位作者 夏良平 杨忠波 魏东山 崔洪亮 杜春雷 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期82-87,共6页

光波波段的生化传感器件已很常见且可实现单分子探测,但由于光波波长在纳米量级,制作出的器件的结构尺寸小、加工难度大、传感重复性较差。因此,本文提出一种亚波长金属块阵列结构的太赫兹(Terahertz,THz)传感芯片,在理论上基于法布里-... 光波波段的生化传感器件已很常见且可实现单分子探测,但由于光波波长在纳米量级,制作出的器件的结构尺寸小、加工难度大、传感重复性较差。因此,本文提出一种亚波长金属块阵列结构的太赫兹(Terahertz,THz)传感芯片,在理论上基于法布里-珀罗(FP)共振建立了其传感模型,结合有限元方法分析了亚波长金属结构局域表面等离子体共振对其传感灵敏度的影响规律。然后采用正交光刻工艺制作出了结构均一的传感芯片,传感实验表明,该芯片对0.025 mol/L的D(+)-葡萄糖水溶液可产生53 GHz的频移量,传感灵敏度高,有望应用于高灵敏的太赫兹生物传感。 展开更多

关键词 亚波长金属结构 正交光刻 太赫兹 传感

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基于二氧化硅薄膜夹层式亚波长金属光栅的宽波段太赫兹偏振分束器（英文）

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作者 张晔岚 张昆 +3 位作者 孔伟金 李采彧 夏峰 云茂金 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期216-222,共7页

设计出一种结构新颖的宽波段太赫兹偏振分束器,这种偏振分束器由夹层式亚波长金属光栅制成。亚波长金属光栅偏振分束器可以将入射的任意自然光分成两束偏振状态垂直的线偏振光。其中,TE模反射而TM模透射。设计的偏振分束器在3.5～5.5 TH... 设计出一种结构新颖的宽波段太赫兹偏振分束器,这种偏振分束器由夹层式亚波长金属光栅制成。亚波长金属光栅偏振分束器可以将入射的任意自然光分成两束偏振状态垂直的线偏振光。其中,TE模反射而TM模透射。设计的偏振分束器在3.5～5.5 THz波段可以达到很高的衍射效率与消光比。但是,在光栅的实际制作过程中,加工技术的缺陷引起的误差大大影响了光栅的性能,比如衍射效率,消光比等。因此文中对一些结构参数进行了计算,从计算结果可以看出这种偏振分束器也有很好的TM工艺容差。当覆盖层厚度D_1与底层介质厚度D_3的变化范围分别为1～1.2μm和2.8～3μm时,T_0^(TE)大于96.9%,R_0^(TE)大于98.7%。T_c和R_c分别大于31 d B和33.4 dB。结果显示,设计的偏振分束器在2 THz的带宽10°的大角度范围内,衍射效率高于90%,消光比大于20 dB。因此文中设计对于太赫兹调制器件的研究,以及太赫兹通信系统的集成都有很大的参考价值。 展开更多

关键词 偏振分束器 太赫兹器件 亚波长光栅

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介质填充浅槽周期结构表面上的太赫兹表面等离子体激元 被引量：10

9

作者 张羊羊 朱方明 +1 位作者 沈林放 高振 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期389-393,共5页

通过在金属表面刻成浅的垂直凹槽,并在槽内填充不同的介质,对金属表面浅槽周期结构上传播的表面等离子体激元的色散特性与填充介质的关系进行了研究.研究表明通过在周期凹槽内填充介质可以有效降低人工表面等离子体激元的渐近频率,并增... 通过在金属表面刻成浅的垂直凹槽,并在槽内填充不同的介质,对金属表面浅槽周期结构上传播的表面等离子体激元的色散特性与填充介质的关系进行了研究.研究表明通过在周期凹槽内填充介质可以有效降低人工表面等离子体激元的渐近频率,并增强金属表面对电磁场的约束.分析了太赫兹波段金属的吸收损耗对人工表面等离子体激元特性的影响,结果显示基于填充介质的浅槽周期表面结构可以获得长距离传输以及场的亚波长约束.通过对波传输的数值仿真,验证了该表面结构在太赫兹波段良好的导波能力.这种表面结构对太赫兹波段新型集成导波器件的设计具有参考价值. 展开更多

关键词 表面等离子体激元 太赫兹波 波导 亚波长约束

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THz波段亚波长半导体球形阵列光学特性的数值模拟

10

作者 刘阳 周海京 +1 位作者 周前红 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1440-1444,共5页

利用T-matrix方法对太赫兹波段亚波长半导体球形阵列进行了数值模拟并在数值模拟结果的基础上讨论了其光学特性。在太赫兹波段可以通过掺杂等手段调节半导体的表面等离子体特性。以半导体InSb为例并采用Drude模型,对单个亚波长球及两个... 利用T-matrix方法对太赫兹波段亚波长半导体球形阵列进行了数值模拟并在数值模拟结果的基础上讨论了其光学特性。在太赫兹波段可以通过掺杂等手段调节半导体的表面等离子体特性。以半导体InSb为例并采用Drude模型,对单个亚波长球及两个或多个亚波长球组成的阵列进行了数值模拟,主要以归一化消光截面为参数,讨论了不同阵元半径、不同球形单元间距、不同单元数目及入射波不同极化方向对阵列特性的影响。 展开更多

关键词 太赫兹波段 亚波长 球形阵列 T—matrix方法

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基于混合微腔的高效率太赫兹波产生

11

作者 刘强 王琼 欧阳征标 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期140-146,共7页

提出并研究基于回音壁共振模和表面等离子激元共振模的混合微腔太赫兹产生系统,运用有限元方法模拟实现了室温下11. 7 THz的太赫兹波产生,所获得的太赫兹波模体积小,超过衍射极限,亚波长局域使得Purcell因子达到7. 2×10~3(砷化镓... 提出并研究基于回音壁共振模和表面等离子激元共振模的混合微腔太赫兹产生系统,运用有限元方法模拟实现了室温下11. 7 THz的太赫兹波产生,所获得的太赫兹波模体积小,超过衍射极限,亚波长局域使得Purcell因子达到7. 2×10~3(砷化镓中太赫兹波长的负三次方).研究表明,该结构的太赫兹波转化效率可达到量子极限(～5. 5%),太赫兹波的最高输出功率可达166. 3 m W.该系统可在室温下工作,转化效率接近量子极限,太赫兹输出功率较高,且易于光学集成. 展开更多

关键词 非线性光学 光学差频 回音壁模 表面等离激元 亚波长局域 太赫兹波产生

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基于双层金属光栅的高消光比高透过率太赫兹偏振器 被引量：2

12

作者 冀允允 范飞 +2 位作者 程洁嵘 王湘晖 常胜江 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2733-2738,共6页

本文设计了一种基于双层金属亚波长光栅的太赫兹偏振器,其可以实现高透过率和良好消光比的特性.该偏振器是通过微加工技术在薄石英衬底的上下表面上制备而成的.实验和模拟结果均表明,双层金属光栅具有与单层金属光栅相近的透过率、更高... 本文设计了一种基于双层金属亚波长光栅的太赫兹偏振器,其可以实现高透过率和良好消光比的特性.该偏振器是通过微加工技术在薄石英衬底的上下表面上制备而成的.实验和模拟结果均表明,双层金属光栅具有与单层金属光栅相近的透过率、更高的偏振度和更高的消光比.在0.3~2.0 THz的频率范围内,测量的透过率在83.4%到62.7%之间,偏振度大于99.7%,消光比大于29 dB.此外,设计的两种双层金属光栅偏振器件成功地应用于太赫兹时域光谱(TeraHertz Time Domain Spectroscopy,THz-TDS)系统中,获得了超过96.2%的偏振度和超过17.1 dB的消光比.通过调整金属亚波长光栅的参数(例如间距、线宽和金属膜厚度),可以进一步提高透过率、偏振度和消光比等特性. 展开更多

关键词 太赫兹 偏振器 双层金属光栅 亚波长 消光比 高透过率

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太赫兹表面等离激元及其应用 被引量：7

13

作者 刘濮鲲 黄铁军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期169-190,共22页

金属或半导体与介质分界面上的电子与光子互作用形成的光学表面等离激元(SPP)以及人工超构材料或二维原子晶体材料表面上的电子与太赫兹波或微波互作用形成的人工表面等离激元(SSP)是小型化与集成化太赫兹有源/无源器件和太赫兹超分辨... 金属或半导体与介质分界面上的电子与光子互作用形成的光学表面等离激元(SPP)以及人工超构材料或二维原子晶体材料表面上的电子与太赫兹波或微波互作用形成的人工表面等离激元(SSP)是小型化与集成化太赫兹有源/无源器件和太赫兹超分辨率成像的重要物理基础。随着太赫兹科学技术的发展,太赫兹表面等离激元研究在国际上受到很大关注。本文介绍了传统的光学表面等离激元及其发展,详细阐述了太赫兹波段的人工表面等离激元(SSP)和石墨烯表面等离激元(GSP)的基本原理和发展历程,对表面等离激元在太赫兹波段的新型辐射源、无源器件、超分辨率成像及其他领域的应用进行了较为全面的总结和评述,并对该领域未来进一步发展的方向进行了展望。 展开更多

关键词 太赫兹 表面等离激元 亚波长周期结构 石墨烯 衍射极限

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表面修饰的亚波长金属Cu狭缝结构透射特性研究 被引量：1

14

作者 孙书超 孟阔 《光通信技术》 2023年第5期45-49,共5页

为了深入研究表面修饰余弦凹槽的亚波长结构对太赫兹波透射特性的调控规律,提出一种表面修饰余弦凹槽的太赫兹亚波长金属Cu狭缝结构,基于时域有限差分法,对亚波长金属Cu狭缝结构的太赫兹波透射光谱特性进行模拟。仿真结果表明,通过改变... 为了深入研究表面修饰余弦凹槽的亚波长结构对太赫兹波透射特性的调控规律,提出一种表面修饰余弦凹槽的太赫兹亚波长金属Cu狭缝结构,基于时域有限差分法,对亚波长金属Cu狭缝结构的太赫兹波透射光谱特性进行模拟。仿真结果表明,通过改变金属Cu狭缝结构上下表面余弦凹槽的结构排布、数量、周期、深度及狭缝深度、宽度等参量,实现了对太赫兹波透射强度的调控。 展开更多

关键词 太赫兹 表面等离子 余弦凹槽 亚波长结构

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