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《长春理工大学》 2011年 博士论文
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太赫兹波传输及传感若干问题的研究

崔海霞  
【摘要】:太赫兹(THz=1012Hz)波是指频率在0.1THz-10THz(波长在30μm-3mm)之间的电磁波,在电磁波谱上位于微波和红外线之间。太赫兹以其光子能量很低、穿透能力强、可得到高分辨率的清晰图像等独特的性质以及在探测、成像、传输、频谱等方面巨大的应用价值,吸引了越来越多的科研人员。与此同时,THz传输及传感的研究受到人们的重视,越来越多的科学家投入到太赫兹传输及传感的领域中,目前国内在太赫兹传输及传感方面的研究还处于初级阶段,存在许多亟待解决的问题。 因此,本文初步探索THz波传输及传感的若干问题,主要内容如下: 1、从广义范畴考虑,提出THz波传输可以分为被动传输型和主动传输型,被动传输型指大气传输;主动传输型指在THz波传输的同时实现THz波的某种功能,包括波导传输和功能传输。 2、从THz波大气传输的应用需求出发,对THz波大气传输方程、THz波大气传输模型、THz波大气传输效应分析等内容进行了详细的分析,并给出基于太赫兹时域光谱(Terahertz Time-Domain Spectroscopy,THz-TDS)大气传输的方案设计。 3、对THz波反射镜、偏振器、透镜、衰减器、滤波器、金属网栅进行分析讨论;对THz波传输损耗进行了理论分析及实验研究,实验结果表明,金属镀银层的空心THz波导具有低损耗、柔韧性好的优点,适合长距离传输,传感和通信。 4、利用有限元方法对THz波光子晶体光纤进行了理论设计,对实芯折射率引导型高密度聚乙烯光子晶体光纤的THz波传输及THz波倏逝波传感情况进行了分析,并对吸收、损耗等方面的特性进行了讨论。重点模拟分析了光子晶体光纤孔芯的变化对THz传输及THz倏逝波传感的影响。 5、提出基于局域增强、高灵敏度、均匀多孔光子晶体光纤THz波倏逝波传感的方法。


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