太赫茲波段二維光子晶體傳輸器的研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz，THz)波是指頻率在100GHz-10000GHz范圍的電磁波，它位于微波與紅外線之間。太赫茲波具有其獨特的優(yōu)點，如太赫茲譜包含豐富的物理化學信息，以及太赫茲脈沖具有瞬態(tài)性、寬帶性、相干性、低能性等特點，在物體成像、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療診斷、射電天文、寬帶移動通訊等諸多方面具有一定的應用潛力。目前對太赫茲波的研究突飛猛進，相繼出現了太赫茲發(fā)射器、探測器。然而在大多數的實驗平臺中，太赫茲波是在自由空間中傳播的，致使在

2、某種程度上難以對其進行控制和引導。 光子晶體是介電常數成周期性分布的一種介質材料，周期為光波長量級。在光子晶體結構中存在著特殊的頻帶，在這些頻帶中電磁波是被禁止傳播的。如果在光子晶體中引入缺陷，則在禁帶中會出現缺陷態(tài)，使得與該缺陷態(tài)波長對應的電磁波可以在其中傳播。光子晶體的這一特性使其可以制造多種器件，如光子晶體濾波器、反射器、開關等，并且可以根據需要適當地引入缺陷或改變結構，具有一定的可調節(jié)性。這種光子晶體結構也同樣適用于太赫

3、茲波段，并且在太赫茲波段具有一定的優(yōu)勢，因為太赫茲波段的光子晶體結構比光學波段的光子晶體結構在制作上容易的多，同時跟微波波段的光子晶體相比，結構具有一定的緊湊性，因此研究太赫茲波段的光子晶體材料，并設計仿真太赫茲光子晶體傳輸器，分析它們的性能，具有較大的意義，為太赫茲技術的應用提供一個有利的基礎。 本論文從光子晶體帶隙特點研究入手，采用平面波展開法推導二維光子晶體中電磁波傳播主方程。研究了填充率、介質介電常數對太赫茲波段正三角晶