低損耗太赫茲金屬空芯波導(dǎo)的研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz,簡稱THz)電磁波在化學(xué)和生物制劑的檢測、環(huán)境檢測、物體成像、軍事安全、移動通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前,由于缺乏損耗低、色散小的波導(dǎo)使其應(yīng)用受到很大限制,研究和開發(fā)低損耗太赫茲波導(dǎo)對于推動太赫茲技術(shù)的實際應(yīng)用具有重要的意義。本文研究低損耗太赫茲金屬空芯波導(dǎo)。本文分析了太赫茲波在平板金屬波導(dǎo)和空芯波導(dǎo)內(nèi)的傳輸特性,并進一步對這些波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)進行鍍膜改進,以減小太赫茲波的傳輸損耗。本文也利用連續(xù)的太赫茲波系

2、統(tǒng)測量金屬鍍膜的空芯圓波導(dǎo)的損耗。
　　由于太赫茲波在金屬空芯波導(dǎo)中傳播損耗主要來源于波在金屬界面反射時引入的損耗,本文首先研究減小太赫茲在金屬界面反射損耗的方法。通過在金屬界面鍍介質(zhì)膜,可以比較有效的減小TM波的損耗。數(shù)值分析了金屬界面鍍介質(zhì)膜前后太赫茲波的反射率,討論介質(zhì)膜為不同材料時的反射率,發(fā)現(xiàn)鍍0.06mm的聚乙烯膜時反射率最大。鍍介質(zhì)膜的金屬平板波導(dǎo)中,導(dǎo)波層的厚度大于0.8mm,相比較純金屬波導(dǎo),損耗減小。
　

3、　其次,利用初等電子理論計算和分析金屬的介電常數(shù)。通過計算金屬鍍膜太赫茲空芯波導(dǎo)的截止頻率,分析波導(dǎo)的傳輸模式,TE11模是波導(dǎo)的主模。分析金屬鍍膜為不同材料時空芯波導(dǎo)的衰減系數(shù),選擇損耗較小的金屬材料。計算分析不同模式時,金屬鍍膜空芯波導(dǎo)的損耗,其中TE01損耗最小。相比較石英圓波導(dǎo),減小了1.44dB/cm。
　　最后,利用銀鏡反應(yīng)制備鍍銀的空芯太赫茲波導(dǎo),并利用以返波管振蕩器(BWO)為發(fā)射源的太赫茲波系統(tǒng),測量鍍膜的空芯波