微纳介质太赫兹传输特性研究

来源 :中国计量大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvxiaoyongheyan
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由于具有穿透强、能量低、光谱信息丰富等优点,太赫兹技术在通信、传感、生物医疗以及安检等领域具有广阔的应用前景,这些太赫兹系统应用离不开各种太赫兹功能器件的成功研制。然而,现有的太赫兹器件性能远未达到各个太赫兹系统的应用要求,自然界中大多数介质对太赫兹波的响应很差,寻找各种方法对太赫兹进行有效传输成为各国研究人员的研究目标。本论文将微纳介质引入到太赫兹技术领域,利用多种太赫兹系统测试分析太赫兹波传输经过微纳介质的参数变化,来分析微纳介质对太赫兹波传输的影响,从而为利用微纳介质调控太赫兹波传输提供全新的思路,具体工作如下:(1)探究了硒氧化铋材料在不同功率光泵浦条件下的太赫兹波传输特性。在宽谱0.2-2THz频率范围内,泵浦光功率从0W升高至1.3W时,太赫兹波的传输强度从1降至0.01,通过时域光谱光学参数的提取与模型拟合,分析相应的传输机理。并在0.27THz单频点处,测得响应速度达到1MHz。利用太赫兹传输强度测试系统对硒氧化铋进行太赫兹波传输光斑强度测试,实验结果也很好的验证了硒氧化铋对太赫兹波的传输调控。(2)将Y3Al3Ga2O12:Ce3+,V3+材料制备于硅基底上并引入太赫兹系统。利用太赫兹时域光谱系统测试了太赫兹波的传输特性,泵浦光功率从0W升至2.2W,在频率0.2-1.8THz范围内,太赫兹波强度从1降至0.498。将太赫兹系统固定在0.27THz频率处,进行响应速度的测试,测得最高响应速度为4MHz。最后利用太赫兹传输强度测试系统测试太赫兹波光斑传输强度,验证了Y3Al3Ga2O12:Ce3+,V3+材料对太赫兹波的传输有很好的调控特性。(3)将电流变液材料引入太赫兹传输系统,测试分析对太赫兹波传输的调控。利用Tera Sense传输系统测试了电流变液材料对太赫兹波的传输调控效果。在外加电场从0k V/mm变化到5k V/mm,体积分数为35.7 wt%的电流变液对太赫兹的传输降至为0.88,体积分数为67 wt%的电流变液对太赫兹的传输降至为0.62,提出了传输模型分析了太赫兹波传输变化特性并与实验相符。
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