太赫茲波在光子晶體光纖中傳輸特性的研究.pdf

1、太赫茲(THz)波是指頻率在100GHz-10THz范圍內(nèi)的電磁波，它介于微波毫米波與紅外線之間。它有很多優(yōu)越的特性，使其具有非常重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。到目前為止，對(duì)太赫茲波的研究突飛猛進(jìn)，也相繼出現(xiàn)了太赫茲發(fā)射器、探測(cè)器。然而目前在大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，太赫茲波是在自由空間中傳播，致使在某種程度上難以對(duì)其傳播進(jìn)行控制和引導(dǎo)。 光子晶體光纖從提出到實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用，迄今為止已經(jīng)取得了異常迅猛的發(fā)展。作為波導(dǎo)的一種，光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)使它

2、具有與普通光纖不同的性質(zhì)，如寬帶單模傳輸、空氣導(dǎo)波。此外，光子晶體光纖也為T(mén)Hz波導(dǎo)的研究開(kāi)辟了另外一條道路。 本文在分析光子晶體光纖特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并分析了幾種新型結(jié)構(gòu)的塑料光子晶體光纖。從歸納整理目前常用的數(shù)值分析方法入手，通過(guò)比較，選用了兼顧頻域和時(shí)域的平面波展開(kāi)法和時(shí)域有限差分法，并給出了它們?cè)谘芯烤哂卸S周期性結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖時(shí)，參數(shù)的選擇規(guī)則。 在單模單偏振光子晶體光纖方面，提出了一種新型的結(jié)構(gòu)，采用平面

3、波展開(kāi)法對(duì)基空間填充模進(jìn)行了深入的分析，以此模式為基準(zhǔn)判定單模單偏振的區(qū)域。同時(shí)采用時(shí)域有限差分法，數(shù)值模擬了場(chǎng)分量的空間分布，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與單模單偏振特性的相互關(guān)系做了討論，為該類(lèi)型光纖的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 在高雙折射光子晶體光纖方面，提出了兩種新型結(jié)構(gòu)——圓形和橢圓形的大孔矩形晶格光子晶體光纖。通過(guò)數(shù)值分析，高雙折射的特性達(dá)到了預(yù)期效果，這種結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖的另一個(gè)特點(diǎn)是有可能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)偏振方向在相同頻率點(diǎn)出現(xiàn)零群色散，同時(shí)