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《thz波導(dǎo)輻射輸出金屬薄膜微結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、THz波導(dǎo)輻射輸出金屬薄膜微結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究DesignandstudyonradiationcharacteristicsofaTHzemittingwaveguideperiodicallyloadedwithmetallicmicro-structuredgratings領(lǐng)域：光學(xué)工程研究生：牛學(xué)卉指導(dǎo)教師：楊天新教授企業(yè)導(dǎo)師：天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一四年六月萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他
2、教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要隨著太赫茲波（THz波）在國家安全、星際通信、生物檢測等方
3、面的應(yīng)用潛力，人們對THz輻射的需求日益增長。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在使用光學(xué)方法產(chǎn)生THz輻射的系統(tǒng)中，使用技術(shù)成熟的通信波段光源即中心波長1550nm的光纖飛秒激光器作為泵浦，以代替中心波長800nm成本昂貴的的鈦寶石激光器成為可能。本課題的工作是國家自然科學(xué)基金面上項目“新型混合波導(dǎo)THz發(fā)射器件的設(shè)計與制備研究”（批準(zhǔn)號：64072011）的一部分。通過光整流在Air-GaAs-Si非對稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生寬帶太赫茲脈沖作為前提，本文在Air-GaAs-Si非對稱波導(dǎo)上引入金屬光柵薄膜微結(jié)構(gòu)，設(shè)計出了能夠?qū)⒚}沖形式的寬帶太赫茲輻射耦合輸出到空氣中的周期不連續(xù)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。本文
4、分析了多層平板波導(dǎo)的矩陣?yán)碚摷氨菊髂５那蠼猓槍τ薪饘贃诺闹芷诓贿B續(xù)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，分別數(shù)值模擬計算了在不同頻率（0.5THz、1THz、2THz、3THz）下，非對稱介質(zhì)波導(dǎo)（Air-GaAs-Si）與覆蓋不同厚度（1.5nm、8nm、10nm、116nm）金薄薄膜波導(dǎo)（Si-GaAs-Au-Air）中芯層導(dǎo)模的復(fù)傳播常數(shù)。依據(jù)完全匹配層邊界條件下的平板波導(dǎo)理論，分析并推導(dǎo)出了在完全匹配層邊界條件下，非對稱介質(zhì)平板波導(dǎo)（Air-GaAs-Si）和覆蓋金屬薄膜的非對稱平板波導(dǎo)（Si-GaAs-Au-Air）中存在的完備的本征模式集合，從而得到本征模場的空間分布特性。再利用本征模展
5、開法，推導(dǎo)出了THz輻射輸出周期不連續(xù)波導(dǎo)的基本單元內(nèi)界面處的光學(xué)傳輸矩陣，進(jìn)而根據(jù)重復(fù)單元的周期性，得到THz輻射輸出周期不連續(xù)波導(dǎo)的反射率、透射率和輻射率關(guān)系。關(guān)鍵詞：太赫茲波平板波導(dǎo)金屬薄膜完全匹配層數(shù)值模擬萬方數(shù)據(jù)ABSTRACTTheterahertz(THz)frequencyrangethatcoversfrom0.1to10THzhasbecomeafrontierforresearchinphysics,chemistry,biology,materialsscience,andmedicine.Recently,significantadvancesin
6、THzscienceandtechnologyhaveopenedupawiderangeofpotentialresearchopportunities.It’spossibletousingthelowcostfiberlaserwhosecenterwavelengthis1550nmtoreplacetheexpensiveTi-Sapphirelaserasthedevelopmentoftechnology.ThesubjectisalsopartoftheNationalNaturalScienceFoundationproject"Newhybridwave
7、guidedevicedesignandfabricationforTHzemitters"(GrantNo.:64072011).Inthispaper,onthebasisofAir-GaAs-SiasymmetricalwaveguidestructureofTHzgenerationbyopticalrectification,toreducethenumberofextraprocessingstepsforfabrication,acompactmetalgratingcoupleronthesurfa
