基于光子晶體的太赫茲器件研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz,THz)技術(shù)是近二十年來(lái)隨著其產(chǎn)生機(jī)理、檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)發(fā)展起來(lái)的,處于紅外與微波輻射之間的一種新型技術(shù).由于THz本身具有的一些獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),如THz譜包含豐富的物理化學(xué)信息,以及太赫茲脈沖的瞬態(tài)性、寬帶性、相干性、低能性等特性,在很多方面如物體成像、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療診斷、射電天文、寬帶移動(dòng)通訊等方面具有一定的應(yīng)用潛力.而折射率周期變化的介質(zhì)材料組成的具有光子禁帶的光子晶體可以制造多種器件,如光子晶體濾波器、反

2、射器、開(kāi)關(guān)等,并且能夠根據(jù)需要進(jìn)行合理的引入缺陷或改變結(jié)構(gòu),具有一定的可調(diào)節(jié)性.這種光子晶體的結(jié)構(gòu)同樣也適用于太赫茲波段,并且在太赫茲波段具有一定的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樘掌澆ǘ蔚墓庾泳w結(jié)構(gòu)跟光學(xué)波段的光子晶體結(jié)構(gòu)相比在制作上容易的多,同時(shí)跟微波段的光子晶體結(jié)構(gòu)相比,結(jié)構(gòu)具有一定的緊湊性.因此,研究太赫茲波段的光子晶體材料,并構(gòu)造太赫茲光子晶體器件,且分析它們的性能,為T(mén)Hz技術(shù)的應(yīng)用提供一個(gè)有利的基礎(chǔ).本文從太赫茲波的特性出發(fā),設(shè)計(jì)了適合于應(yīng)

3、用于太赫茲波段的光子晶體器件.首先從光子晶體的基本結(jié)構(gòu)出發(fā),包括正方晶體結(jié)構(gòu),三角晶格結(jié)構(gòu)等,以及在各種結(jié)構(gòu)中引入缺陷,包括點(diǎn)缺陷和線缺陷等,形成太赫茲波段的寬帶濾波器,超窄帶濾波器以及波導(dǎo)等器件.同時(shí)從非線性介質(zhì)出發(fā),在光子晶體結(jié)構(gòu)中引入非線性缺陷,根據(jù)非線性的特性,制成了太赫茲波段的高效開(kāi)關(guān)等.與光纖光柵原理相結(jié)合,構(gòu)造了太赫茲段的啁啾和變跡的光子晶體結(jié)構(gòu),為太赫茲波段的光子晶體帶隙結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)調(diào)節(jié)尺度.最后,為驗(yàn)證太赫茲波段的光