太赫茲微結(jié)構(gòu)傳輸光纖的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、太赫茲(THz)波是一種電磁波，它的頻率在0.1~10THz之間，它處于微波毫米波與紅外線之間。太赫茲波有傳輸速率高，信噪比高，頻率極寬，安全性高，穿透性好等特性，這些特性都使得其具有非常重要的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值。然而在現(xiàn)有的很多實(shí)驗(yàn)過程中，太赫茲波都是基于自由空間中傳輸?shù)模鋼p耗是非常大的，而且太赫茲波的在自由空間傳播時(shí)傳播方向不易控制，為了克服這些缺陷，對太赫茲波導(dǎo)進(jìn)行研究就有非常重要的意義。光子晶體光纖在結(jié)構(gòu)和材料的選擇上有很大的靈活

2、性，能夠?qū)崿F(xiàn)在較寬的頻率范圍內(nèi)低損耗、低色散、單模傳輸，這相對于其他波導(dǎo)有很大的優(yōu)勢，適合應(yīng)用在太赫茲波段。
　　本文提出了一種適用于太赫茲波段的光子晶體光纖，運(yùn)用全矢量有限元法對太赫茲光子晶體光纖進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。通過改變孔間距，孔徑大小等參數(shù)對所設(shè)計(jì)光纖的傳輸特性進(jìn)行了研究和分析。結(jié)果表明：當(dāng)孔間距逐漸變大時(shí)損耗逐漸減小，且在Λ=220μm時(shí)損耗達(dá)到極值；當(dāng)?shù)谝淮螌涌讖街饾u增大時(shí)損耗逐漸減小，且在d1=160μm時(shí)損耗達(dá)到極值；當(dāng)

3、改變孔間距?時(shí)，色散平坦度的影響不大；當(dāng)?shù)谝粚涌讖街饾u變大時(shí)，同一波長下的色散值逐漸變大。綜合考慮，當(dāng)頻率范圍是2.1-2.3THz，Λ=220μm，d1=160μm，d2=210μm或者d2=220μm，d3=180μm， d4=200μm的情況下得到損耗低于0.06dB/km，色散斜率為0.6ps/(nm·km2)，色散值在0.2ps/(nm·km)到0.27ps/(nm·km)，可實(shí)現(xiàn)長距離、高性能THz波傳輸。利用Zemax軟件