低损耗太赫兹光纤

太赫兹光纤及其功能器件白晋军电子与信息工程学院电子科学与技术系太赫兹概述太赫兹波导的重要性太赫兹波导的研究现状基于波导的功能器件展望主要内容太赫兹概述太赫兹波导的重要性太赫兹波导的研究现状基于波导的功能器件展望主要内容太赫兹波THzGap太赫兹无线通信射电天文学汽车雷达无损检测生物医学毒品炸药检测成像透视性安全性光谱信噪比高特殊光谱范围潜在应用领域隐藏武器检测…美国欧洲亚洲中国THz研究单位地理分布太赫兹光源图7、JlabFEL布局示意图美国“FEL”

英国“BigLight”

日本“FEL”

俄罗斯“FEL”太赫兹检测技术光谱检测技术三聚氰胺的检测三聚氰胺的结构式无损性瞬态性高信噪比相干性时域光谱生物成像

利用THz波被水吸收的特性，测量树叶中水分分布图

医学检测大景深成像

常规法成像结果THz波成像结果安全成像反恐全天候侦查被SCI收录的与THz相关的论文/结论：太赫兹已经成为当今科学研究热点之一。相关论文统计太赫兹概述太赫兹波导的重要性太赫兹波导的研究现状基于波导的功能器件展望主要内容综上，太赫兹是最近才被研究和开发的电磁波段,优越的特性使其具有重要的学术和应用价值，已成为科学研究热点之一。迄今为止，许多THz系统都是基于THz波在自由空间传输构建的，系统庞大、易受到外界影响、不易集成。目前，THz波导技术尚不成熟，金属有限电导率和电介质高的吸收系数造成了THz波导较大的传输损耗。随着THz的发展，宽频THz技术要求THz波导可以实现低色散、低损耗、远程宽频输运。THz波导有广泛的应用前景，比如提高光谱精细度、提高成像分辨率、功能器件以及传感探测等。选题背景综上，太赫兹是最近才被研究和开发的电磁波段,优越的特性使其具有重要的学术和应用价值，已成为科学研究热点之一。迄今为止，许多THz系统都是基于THz波在自由空间传输构建的，系统庞大、易受到外界影响、不易集成。目前，THz波导技术尚不成熟，金属有限电导率和电介质高的吸收系数造成了THz波导较大的传输损耗。随着THz的发展，宽频THz技术要求THz波导可以实现低色散、低损耗、远程宽频输运。THz波导有广泛的应用前景，比如提高光谱精细度、提高成像分辨率、功能器件以及传感探测等。选题背景http://fir.u-fukui.ac.jp/thzlab/index_files/Eng_Equipment.htmlrs.fr/article489.html?lang=fr选题背景综上，太赫兹是最近才被研究和开发的电磁波段,优越的特性使其具有重要的学术和应用价值，已成为科学研究热点之一。迄今为止，许多THz系统都是基于THz波在自由空间传输构建的，系统庞大、易受到外界影响、不易集成。目前，THz波导技术尚不成熟，金属有限电导率和电介质高的吸收系数造成了THz波导较大的传输损耗。随着THz的发展，宽频THz技术要求THz波导可以实现低色散、低损耗、远程宽频输运。THz波导有广泛的应用前景，比如提高光谱精细度、提高成像分辨率、功能器件以及传感探测等。选题背景综上，太赫兹是最近才被研究和开发的电磁波段,优越的特性使其具有重要的学术和应用价值，已成为科学研究热点之一。迄今为止，许多THz系统都是基于THz波在自由空间传输构建的，系统庞大、易受到外界影响、不易集成。目前，THz波导技术尚不成熟，金属有限电导率和电介质高的吸收系数造成了THz波导较大的传输损耗。随着THz的发展，宽频THz技术要求THz波导可以实现低色散、低损耗、远程宽频输运。THz波导有广泛的应用前景，比如提高光谱精细度、提高成像分辨率、功能器件以及传感探测等。选题背景综上，太赫兹是最近才被研究和开发的电磁波段,优越的特性使其具有重要的学术和应用价值，已成为科学研究热点之一。迄今为止，许多THz系统都是基于THz波在自由空间传输构建的，系统庞大、易受到外界影响、不易集成。目前，THz波导技术尚不成熟，金属有限电导率和电介质高的吸收系数造成了THz波导较大的传输损耗。随着THz的发展，宽频THz技术要求THz波导可以实现低色散、低损耗、远程宽频输运。THz波导有广泛的应用前景，比如提高光谱精细度、提高成像分辨率、功能器件以及传感探测等。选题背景提高光谱精细度提高成像分辨率S.Hunsche,etal.OpticsCommunications,1998,vol.150(1-6):22-26N.Laman,etal.OpticsExpress,2008,vol.16(6):4094-4105波导的应用传感探测功能器件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波导的应用太赫兹概述太赫兹波导的重要性太赫兹波导的研究现状基于波导的功能器件展望主要内容THz波导的研究现状太赫兹波导金属波导裸金属线波导空芯金属波导金属平板波导光子晶体波导电介质波导实芯光纤空芯光纤平板波导光子晶体光纤多孔光纤金属波导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裸金属线波导空芯金属波导金属波导金属平板波导金属光子晶体波导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电介质波导空芯光纤平板波导α≈0.017cm-1α≈0.3cm-1α≈0.01cm-1实芯光纤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电介质波导α≈0.01cm-1α≈0.01cm-1多孔光纤空芯光子带隙型光纤实芯光子晶体光纤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低损耗THz波导太赫兹波导金属波导裸金属线波导空芯金属波导金属平板波导光子晶体波导电介质波导实芯光纤空芯光纤平板波导光子晶体光纤多孔光纤太赫兹概述太赫兹波导的重要性太赫兹波导的研究现状基于波导的功能器件展望主要内容THz多孔光纤的传输特性THz高双折射光纤THz双芯带隙光纤定向耦合器光纤及其功能器件THz可调谐滤波器和开关THz多孔光纤的传输特性THz高双折射光纤THz双芯带隙光纤定向耦合器光纤及其功能器件THz可调谐滤波器和开关多孔光纤的拉制结论：利用堆积法和减法技术拉制成的THz多孔光纤会带来空气孔形状、大小、位置的随机变化。位置随机的影响结论：随机光纤和周期光纤一样可以实现对THz的约束，但是空气孔位置的随机会造成较多的导模能量进入基底材料中，从而产生较大的材料吸收损耗。结论：随机光纤的GVD曲线更加平坦，且更接近零色散位置。值得注意的是GVD对每个具体的空气孔随机分布是不敏感的。大小随机的影响结论：空气孔位置的随机对光纤传输特性的影响起决定作用。THz多孔光纤的传输特性THz高双折射光纤THz双芯带隙光纤定向耦合器光纤及其功能器件THz可调谐滤波器和开关研究背景常见的双折射光纤截面示意图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低损耗高双折射光纤结论：可以实现～10-3相双折射和～10-2的群双折射.结论：可以实现宽频、低损、高双折射.THz多孔光纤的传输特性THz高双折射光纤THz双芯带隙光纤定向耦合器光纤及其功能器件THz可调谐滤波器和开关研究背景常见的光纤定向耦合器结构示意图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双芯光纤定向耦合器