低損耗太赫茲光纖

太赫茲光纖及其功能器件白晉軍電子與信息工程學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系太赫茲概述太赫茲波導(dǎo)的重要性太赫茲波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀基于波導(dǎo)的功能器件展望主要內(nèi)容太赫茲概述太赫茲波導(dǎo)的重要性太赫茲波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀基于波導(dǎo)的功能器件展望主要內(nèi)容太赫茲波THzGap太赫茲無線通信射電天文學(xué)汽車?yán)走_(dá)無損檢測生物醫(yī)學(xué)毒品炸藥檢測成像透視性安全性光譜信噪比高特殊光譜范圍潛在應(yīng)用領(lǐng)域隱藏武器檢測…美國歐洲亞洲中國THz研究單位地理分布太赫茲光源圖7、JlabFEL布局示意圖美國“FEL”

英國“BigLight”

日本“FEL”

俄羅斯“FEL”太赫茲檢測技術(shù)光譜檢測技術(shù)三聚氰胺的檢測三聚氰胺的結(jié)構(gòu)式無損性瞬態(tài)性高信噪比相干性時(shí)域光譜生物成像

利用THz波被水吸收的特性，測量樹葉中水分分布圖

醫(yī)學(xué)檢測大景深成像

常規(guī)法成像結(jié)果THz波成像結(jié)果安全成像反恐全天候偵查被SCI收錄的與THz相關(guān)的論文/結(jié)論：太赫茲已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。相關(guān)論文統(tǒng)計(jì)太赫茲概述太赫茲波導(dǎo)的重要性太赫茲波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀基于波導(dǎo)的功能器件展望主要內(nèi)容綜上，太赫茲是最近才被研究和開發(fā)的電磁波段,優(yōu)越的特性使其具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。迄今為止，許多THz系統(tǒng)都是基于THz波在自由空間傳輸構(gòu)建的，系統(tǒng)龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導(dǎo)技術(shù)尚不成熟，金屬有限電導(dǎo)率和電介質(zhì)高的吸收系數(shù)造成了THz波導(dǎo)較大的傳輸損耗。隨著THz的發(fā)展，寬頻THz技術(shù)要求THz波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)低色散、低損耗、遠(yuǎn)程寬頻輸運(yùn)。THz波導(dǎo)有廣泛的應(yīng)用前景，比如提高光譜精細(xì)度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發(fā)的電磁波段,優(yōu)越的特性使其具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。迄今為止，許多THz系統(tǒng)都是基于THz波在自由空間傳輸構(gòu)建的，系統(tǒng)龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導(dǎo)技術(shù)尚不成熟，金屬有限電導(dǎo)率和電介質(zhì)高的吸收系數(shù)造成了THz波導(dǎo)較大的傳輸損耗。隨著THz的發(fā)展，寬頻THz技術(shù)要求THz波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)低色散、低損耗、遠(yuǎn)程寬頻輸運(yùn)。THz波導(dǎo)有廣泛的應(yīng)用前景，比如提高光譜精細(xì)度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景http://fir.u-fukui.ac.jp/thzlab/index_files/Eng_Equipment.htmlrs.fr/article489.html?lang=fr選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發(fā)的電磁波段,優(yōu)越的特性使其具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。迄今為止，許多THz系統(tǒng)都是基于THz波在自由空間傳輸構(gòu)建的，系統(tǒng)龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導(dǎo)技術(shù)尚不成熟，金屬有限電導(dǎo)率和電介質(zhì)高的吸收系數(shù)造成了THz波導(dǎo)較大的傳輸損耗。隨著THz的發(fā)展，寬頻THz技術(shù)要求THz波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)低色散、低損耗、遠(yuǎn)程寬頻輸運(yùn)。THz波導(dǎo)有廣泛的應(yīng)用前景，比如提高光譜精細(xì)度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發(fā)的電磁波段,優(yōu)越的特性使其具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。迄今為止，許多THz系統(tǒng)都是基于THz波在自由空間傳輸構(gòu)建的，系統(tǒng)龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導(dǎo)技術(shù)尚不成熟，金屬有限電導(dǎo)率和電介質(zhì)高的吸收系數(shù)造成了THz波導(dǎo)較大的傳輸損耗。隨著THz的發(fā)展，寬頻THz技術(shù)要求THz波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)低色散、低損耗、遠(yuǎn)程寬頻輸運(yùn)。THz波導(dǎo)有廣泛的應(yīng)用前景，比如提高光譜精細(xì)度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發(fā)的電磁波段,優(yōu)越的特性使其具有重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，已成為科學(xué)研究熱點(diǎn)之一。迄今為止，許多THz系統(tǒng)都是基于THz波在自由空間傳輸構(gòu)建的，系統(tǒng)龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導(dǎo)技術(shù)尚不成熟，金屬有限電導(dǎo)率和電介質(zhì)高的吸收系數(shù)造成了THz波導(dǎo)較大的傳輸損耗。隨著THz的發(fā)展，寬頻THz技術(shù)要求THz波導(dǎo)可以實(shí)現(xiàn)低色散、低損耗、遠(yuǎn)程寬頻輸運(yùn)。THz波導(dǎo)有廣泛的應(yīng)用前景，比如提高光譜精細(xì)度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景提高光譜精細(xì)度提高成像分辨率S.Hunsche,etal.OpticsCommunications,1998,vol.150(1-6):22-26N.Laman,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(6):4094-4105波導(dǎo)的應(yīng)用傳感探測功能器件L.Cheng,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(18):181104-1-181104-3B.You,etal.OpticsExpress,2009,vol.17(23):20675-20683H.Zhang,etal.J.Opt.Soc.Am.B,2009,vol.26(1):101-106波導(dǎo)的應(yīng)用太赫茲概述太赫茲波導(dǎo)的重要性太赫茲波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀基于波導(dǎo)的功能器件展望主要內(nèi)容THz波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀太赫茲波導(dǎo)金屬波導(dǎo)裸金屬線波導(dǎo)空芯金屬波導(dǎo)金屬平板波導(dǎo)光子晶體波導(dǎo)電介質(zhì)波導(dǎo)實(shí)芯光纖空芯光纖平板波導(dǎo)光子晶體光纖多孔光纖金屬波導(dǎo)α≈0.03cm-1α≈0.7cm-1R.W.McGowan,etal.OpticsLetters,1999,vol.24(20):1431-1433K.L.Wang,etal.Nature,2004,vol.432(7015):376-379G.Gallot,etal.J.Opt.Soc.Am.B,2000,vol.17(5):851-863J.A.Harrington,etal.OpticsExpress,2004,vol.12(21):5263-5268裸金屬線波導(dǎo)空芯金屬波導(dǎo)金屬波導(dǎo)金屬平板波導(dǎo)金屬光子晶體波導(dǎo)α≈0.06cm-1α<0.01cm-1R.Mendis,etal.OpticsLetters,2001,vol.26(11):846-848K.Takagi,etal.AppliedPhysicsLetters,2004,vol.85(17):3681-3683電介質(zhì)波導(dǎo)空芯光纖平板波導(dǎo)α≈0.017cm-1α≈0.3cm-1α≈0.01cm-1實(shí)芯光纖L.J.Chen,etal.OpticsLetters,2006,vol.31(3):308-310T.Hidaka,etal.JournalofLightwaveTechnology,2005,vol.23(8):2469-2473R.Mendis,etal.JournalofAppliedPhysics,2000,vol.88(7):4449-4451電介質(zhì)波導(dǎo)α≈0.01cm-1α≈0.01cm-1多孔光纖空芯光子帶隙型光纖實(shí)芯光子晶體光纖α≈0.3cm-1H.Han,etal.AppliedPhysicsLetters,2002,vol.80(15):2634-2636J.Y.Lu,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(6):064105-1-064105-3A.Hassani,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(7):071101-1-071101-3低損耗THz波導(dǎo)太赫茲波導(dǎo)金屬波導(dǎo)裸金屬線波導(dǎo)空芯金屬波導(dǎo)金屬平板波導(dǎo)光子晶體波導(dǎo)電介質(zhì)波導(dǎo)實(shí)芯光纖空芯光纖平板波導(dǎo)光子晶體光纖多孔光纖太赫茲概述太赫茲波導(dǎo)的重要性太赫茲波導(dǎo)的研究現(xiàn)狀基于波導(dǎo)的功能器件展望主要內(nèi)容THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調(diào)諧濾波器和開關(guān)THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調(diào)諧濾波器和開關(guān)多孔光纖的拉制結(jié)論：利用堆積法和減法技術(shù)拉制成的THz多孔光纖會(huì)帶來空氣孔形狀、大小、位置的隨機(jī)變化。位置隨機(jī)的影響結(jié)論：隨機(jī)光纖和周期光纖一樣可以實(shí)現(xiàn)對THz的約束，但是空氣孔位置的隨機(jī)會(huì)造成較多的導(dǎo)模能量進(jìn)入基底材料中，從而產(chǎn)生較大的材料吸收損耗。結(jié)論：隨機(jī)光纖的GVD曲線更加平坦，且更接近零色散位置。值得注意的是GVD對每個(gè)具體的空氣孔隨機(jī)分布是不敏感的。大小隨機(jī)的影響結(jié)論：空氣孔位置的隨機(jī)對光纖傳輸特性的影響起決定作用。THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調(diào)諧濾波器和開關(guān)研究背景常見的雙折射光纖截面示意圖M.Cho,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(1):7-12α≈0.3cm-1G.B.Ren,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(18):13593-13598α<0.008cm-1α≈0.05cm-1S.Atakaramians,etal.OpticsCommunications,2009,vol.282(1):36-38H.Chen,etal.Appl.Opt.,2009,vol.48(20):3943-3947D.Chen,etal.LightwaveTechnology,Journalof,2010,vol.28(12):1858-1863低損耗高雙折射光纖結(jié)論：可以實(shí)現(xiàn)～10-3相雙折射和～10-2的群雙折射.結(jié)論：可以實(shí)現(xiàn)寬頻、低損、高雙折射.THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調(diào)諧濾波器和開關(guān)研究背景常見的光纖定向耦合器結(jié)構(gòu)示意圖A.Dupuis,etal.Opt.Express,2009,vol.17(10):8012-8028α≈0.01cm-1K.Nielsen,etal.Opt.Lett.,2010,vol.35(17):2879-2881α≈0.07cm-1雙芯光纖定向耦合器