低損耗太赫茲光纖

太赫茲光纖及其功能器件白晉軍電子與信息工程學院電子科學與技術系太赫茲概述太赫茲波導的重要性太赫茲波導的研究現狀基于波導的功能器件展望主要內容太赫茲概述太赫茲波導的重要性太赫茲波導的研究現狀基于波導的功能器件展望主要內容太赫茲波THzGap太赫茲無線通信射電天文學汽車雷達無損檢測生物醫學毒品炸藥檢測成像透視性安全性光譜信噪比高特殊光譜范圍潛在應用領域隱藏武器檢測…美國歐洲亞洲中國THz研究單位地理分布太赫茲光源圖7、JlabFEL布局示意圖美國“FEL”

英國“BigLight”

日本“FEL”

俄羅斯“FEL”太赫茲檢測技術光譜檢測技術三聚氰胺的檢測三聚氰胺的結構式無損性瞬態性高信噪比相干性時域光譜生物成像

利用THz波被水吸收的特性，測量樹葉中水分分布圖

醫學檢測大景深成像

常規法成像結果THz波成像結果安全成像反恐全天候偵查被SCI收錄的與THz相關的論文/結論：太赫茲已經成為當今科學研究熱點之一。相關論文統計太赫茲概述太赫茲波導的重要性太赫茲波導的研究現狀基于波導的功能器件展望主要內容綜上，太赫茲是最近才被研究和開發的電磁波段,優越的特性使其具有重要的學術和應用價值，已成為科學研究熱點之一。迄今為止，許多THz系統都是基于THz波在自由空間傳輸構建的，系統龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導技術尚不成熟，金屬有限電導率和電介質高的吸收系數造成了THz波導較大的傳輸損耗。隨著THz的發展，寬頻THz技術要求THz波導可以實現低色散、低損耗、遠程寬頻輸運。THz波導有廣泛的應用前景，比如提高光譜精細度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發的電磁波段,優越的特性使其具有重要的學術和應用價值，已成為科學研究熱點之一。迄今為止，許多THz系統都是基于THz波在自由空間傳輸構建的，系統龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導技術尚不成熟，金屬有限電導率和電介質高的吸收系數造成了THz波導較大的傳輸損耗。隨著THz的發展，寬頻THz技術要求THz波導可以實現低色散、低損耗、遠程寬頻輸運。THz波導有廣泛的應用前景，比如提高光譜精細度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景http://fir.u-fukui.ac.jp/thzlab/index_files/Eng_Equipment.htmlrs.fr/article489.html?lang=fr選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發的電磁波段,優越的特性使其具有重要的學術和應用價值，已成為科學研究熱點之一。迄今為止，許多THz系統都是基于THz波在自由空間傳輸構建的，系統龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導技術尚不成熟，金屬有限電導率和電介質高的吸收系數造成了THz波導較大的傳輸損耗。隨著THz的發展，寬頻THz技術要求THz波導可以實現低色散、低損耗、遠程寬頻輸運。THz波導有廣泛的應用前景，比如提高光譜精細度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發的電磁波段,優越的特性使其具有重要的學術和應用價值，已成為科學研究熱點之一。迄今為止，許多THz系統都是基于THz波在自由空間傳輸構建的，系統龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導技術尚不成熟，金屬有限電導率和電介質高的吸收系數造成了THz波導較大的傳輸損耗。隨著THz的發展，寬頻THz技術要求THz波導可以實現低色散、低損耗、遠程寬頻輸運。THz波導有廣泛的應用前景，比如提高光譜精細度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景綜上，太赫茲是最近才被研究和開發的電磁波段,優越的特性使其具有重要的學術和應用價值，已成為科學研究熱點之一。迄今為止，許多THz系統都是基于THz波在自由空間傳輸構建的，系統龐大、易受到外界影響、不易集成。目前，THz波導技術尚不成熟，金屬有限電導率和電介質高的吸收系數造成了THz波導較大的傳輸損耗。隨著THz的發展，寬頻THz技術要求THz波導可以實現低色散、低損耗、遠程寬頻輸運。THz波導有廣泛的應用前景，比如提高光譜精細度、提高成像分辨率、功能器件以及傳感探測等。選題背景提高光譜精細度提高成像分辨率S.Hunsche,etal.OpticsCommunications,1998,vol.150(1-6):22-26N.Laman,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(6):4094-4105波導的應用傳感探測功能器件L.Cheng,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(18):181104-1-181104-3B.You,etal.OpticsExpress,2009,vol.17(23):20675-20683H.Zhang,etal.J.Opt.Soc.Am.B,2009,vol.26(1):101-106波導的應用太赫茲概述太赫茲波導的重要性太赫茲波導的研究現狀基于波導的功能器件展望主要內容THz波導的研究現狀太赫茲波導金屬波導裸金屬線波導空芯金屬波導金屬平板波導光子晶體波導電介質波導實芯光纖空芯光纖平板波導光子晶體光纖多孔光纖金屬波導α≈0.03cm-1α≈0.7cm-1R.W.McGowan,etal.OpticsLetters,1999,vol.24(20):1431-1433K.L.Wang,etal.Nature,2004,vol.432(7015):376-379G.Gallot,etal.J.Opt.Soc.Am.B,2000,vol.17(5):851-863J.A.Harrington,etal.OpticsExpress,2004,vol.12(21):5263-5268裸金屬線波導空芯金屬波導金屬波導金屬平板波導金屬光子晶體波導α≈0.06cm-1α<0.01cm-1R.Mendis,etal.OpticsLetters,2001,vol.26(11):846-848K.Takagi,etal.AppliedPhysicsLetters,2004,vol.85(17):3681-3683電介質波導空芯光纖平板波導α≈0.017cm-1α≈0.3cm-1α≈0.01cm-1實芯光纖L.J.Chen,etal.OpticsLetters,2006,vol.31(3):308-310T.Hidaka,etal.JournalofLightwaveTechnology,2005,vol.23(8):2469-2473R.Mendis,etal.JournalofAppliedPhysics,2000,vol.88(7):4449-4451電介質波導α≈0.01cm-1α≈0.01cm-1多孔光纖空芯光子帶隙型光纖實芯光子晶體光纖α≈0.3cm-1H.Han,etal.AppliedPhysicsLetters,2002,vol.80(15):2634-2636J.Y.Lu,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(6):064105-1-064105-3A.Hassani,etal.AppliedPhysicsLetters,2008,vol.92(7):071101-1-071101-3低損耗THz波導太赫茲波導金屬波導裸金屬線波導空芯金屬波導金屬平板波導光子晶體波導電介質波導實芯光纖空芯光纖平板波導光子晶體光纖多孔光纖太赫茲概述太赫茲波導的重要性太赫茲波導的研究現狀基于波導的功能器件展望主要內容THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調諧濾波器和開關THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調諧濾波器和開關多孔光纖的拉制結論：利用堆積法和減法技術拉制成的THz多孔光纖會帶來空氣孔形狀、大小、位置的隨機變化。位置隨機的影響結論：隨機光纖和周期光纖一樣可以實現對THz的約束，但是空氣孔位置的隨機會造成較多的導模能量進入基底材料中，從而產生較大的材料吸收損耗。結論：隨機光纖的GVD曲線更加平坦，且更接近零色散位置。值得注意的是GVD對每個具體的空氣孔隨機分布是不敏感的。大小隨機的影響結論：空氣孔位置的隨機對光纖傳輸特性的影響起決定作用。THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調諧濾波器和開關研究背景常見的雙折射光纖截面示意圖M.Cho,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(1):7-12α≈0.3cm-1G.B.Ren,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(18):13593-13598α<0.008cm-1α≈0.05cm-1S.Atakaramians,etal.OpticsCommunications,2009,vol.282(1):36-38H.Chen,etal.Appl.Opt.,2009,vol.48(20):3943-3947D.Chen,etal.LightwaveTechnology,Journalof,2010,vol.28(12):1858-1863低損耗高雙折射光纖結論：可以實現～10-3相雙折射和～10-2的群雙折射.結論：可以實現寬頻、低損、高雙折射.THz多孔光纖的傳輸特性THz高雙折射光纖THz雙芯帶隙光纖定向耦合器光纖及其功能器件THz可調諧濾波器和開關研究背景常見的光纖定向耦合器結構示意圖A.Dupuis,etal.Opt.Express,2009,vol.17(10):8012-8028α≈0.01cm-1K.Nielsen,etal.Opt.Lett.,2010,vol.35(17):2879-2881α≈0.07cm-1雙芯光纖定向耦合器