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基于光混频器件的太赫兹波调制技术与太赫兹波滤波技术研究

姜银利  
【摘要】:与微波通信相比,太赫兹波具有更大的传输带宽、更小的天线尺寸、高抗干扰性等优点,适合应用于短距离高速通信、太赫兹空间通信和军事保密通信等领域,而太赫兹波的调制、滤波、控制技术是太赫兹信息技术得以发展的关键。 在太赫兹通信中,如何将高速信息加载到太赫兹载波上,是亟待解决的问题。本文基于光混频太赫兹波源设计了一个高速的太赫兹波调制方案。通过两个高速的马赫-曾德调制器,对辐射源的激射光信号进行强度调制,从而间接实现对太赫兹波的调制。本文从理论上对太赫兹波辐射的调制过程进行了详尽的推导并进行了相应的数值分析。结果表明该方案能够将高速调制信息加载到太赫兹载波,且该系统具有调制带宽大、调制速率高、调谐范围宽等优点,调制深度可以达到100%,能够实现高速的太赫兹通信。 太赫兹波滤波器也是太赫兹通信领域至关重要的器件,利用一维光子晶体中的缺陷模可以实现太赫兹波的窄带滤波,我们通过传输矩阵方法研究了一维光子晶体的太赫兹波滤波性质。通过数值模拟,分析了晶格周期、入射角、缺陷层折射率、消光系数及厚度对缺陷模的透射峰中心频率及强度的影响。证明通过改变太赫兹波入射角或者改变缺陷层的折射率、消光系数、厚度,可以实现太赫兹波透射频率的调谐,从而应用于可调谐太赫兹滤波。此外,我们基于液晶材料作为缺陷层,设计了一种太赫兹光开关,模拟结果证明通过设计器件的结构参数,该开关的消光系数可以达到70dB以上。


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