光子晶体光纤太赫兹倏逝波传感器在毒品检测方面的研究

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光子晶体光纤是一种具有独特结构的微结构光纤,它是一种多孔结构的光纤,通过灵活的改变光纤中每个小孔的大小、间距、排列方式以及小孔的形状来改变光子晶体光纤的光传输性质。利用光子晶体光纤结构的多变性以及小孔的特性,结合倏逝波的原理,可以在传感检测方面得到很好的利用。本文主要研究了三种不同结构PCF太赫兹倏逝波传感器在毒品检测方面的传输性质。本文研究的主要内容:对倏逝波的原理做了简要的介绍,说明倏逝波可以应用在物质的检测上。在THz波段,通过PCF来检测毒品,并对毒品检测的灵敏度等性能做了分析。介绍了在空芯PCF周围的一层空气孔中填充待测物后,其传导机制依然为折射率引导型,这样就可以利用倏逝波来检测。首先利用Rsoft软件模拟空芯PCF在THz波段的传导情况,找到所需要频率段的结构参数;再利用Comsol软件来计算所设计结构的参数特性,如有效折射率、有效模场面积等参数随频率的变化来判断此结构是否能用来检测毒品。同样利用有限元Comsol软件模拟实芯PCF倏逝波传感器在太赫兹波段检测毒品的特性,如PCF的传输模式、相对灵敏度等参数随频率的变化。并与空芯PCF倏逝波传感器特性进行了比较。介绍了利用Comsol软件模拟不同中心孔的双芯PCF倏逝波传感器在太赫兹波段检测毒品的特性,还研究了填充不同待测物双芯PCF的传输特性。
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