超快激光成丝产生太赫兹波的研究

研究了超快激光脉冲成丝辐射太赫兹(Terahertz, THz)波.考虑到THz 波在安全检查和国防建设等方面具有十分重要的意义, 文中总结了超快激光成丝产生太赫兹波的物理机制和控制技术, 并对各种相关理论和技术进行了分析.文章从理论模型、偏振特性和远场角分布情况等方面来介绍物理机制, 并探讨为满足应用需求的控制技术, 主要包括强度、偏振和波形控制.研究表明, 超快激光成丝辐射太赫兹波的产生方式、理论模型和控制形式均有多种, 其中理论模型主要包括四波混频模型和光电流模型, 强度控制技术主要包括双色场泵浦和在光丝通道两侧施加偏压.     

太赫兹信号发生与接收技术

论文重点论述了固态太赫兹信号发生和接收技术,太赫兹信号发生采用倍频级联的方案,重点解决了倍频器的 压缩点、驱动功率和倍频效率等三个方面的问题,实现了频率覆盖500GHz 的大功率信号发生。信号接收采用了分谐波 混频的方案,通过构建二极管模型,利用超薄微带电路,实现了混频电路的一体化设计,完成了宽带、低变频损耗的分 谐波混频器,频率覆盖至500GHz。     

传输 0.1THz 的微尺寸同轴电缆的优化设计

随着太赫兹技术的发展,人们对低损耗THz 传输器件的需求越来越迫切。在本文中,提出了一种利用光子晶体 光纤制备技术来实现的微尺寸同轴电缆的优化结构设计。这种优化设计的结果可以使成份为石英和铜组成的微尺寸同轴 电缆对0.1THz 的损耗降到5.45dB/m。     

太赫兹真空电子器件用场发射阴极技术分析

本文阐述了太赫兹真空电子器件对阴极电子源的需求条件,分析了在该器件中应用场发射阴极的可能性。介绍了当前两种主要场发射阴极,即金属薄膜场发射阴极和碳纳米管场发射阴极的国内外发展情况,指出了它们各自的优势以及实际应用中存在的障碍,并提出了相应的解决途径。试验和分析结果表明,场发射阴极具有很好的太赫兹真空电子器件应用前景。     

基于反射式太赫兹时域谱的水太赫兹光学参数测量与误差分析

利用垂直反射式太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术 测量了水的THz光学参数并对测 量误差进行了分析。测量过程中,把高阻Si片的空气-Si表面作为参考信号,Si-水表面最 为样 品信号,通过两者之比的传输函数计算得到了水的THz折射率和吸收率,然后应用误差传 播理论分析这些光学参数的误差。结果发现,折射率和吸收率误差中,由多次测量引入的随 机 误差在0.1~1.1THz范围内基本不变,而在接近0.1THz和1.1THz处误差变大,即呈现U型 分布。这表明,在接近0.1THz和1.1THz时, THz-TDS仪器的测量灵敏度下降;由高阻Si片厚 度和Si折射率误差引入的误差比THz-TDS多次测量引入的随机误差大得多,在 0.1~1.1THz 范围对应的水折射率误差分布较均匀,而对应水的吸收率误差随着频率的增加而增大。本文 的方法同样适用于类似的垂直反射式THz-TDS系统提取其它材料的THz光学参数及其误差 分析。     

基于光导微探针的近场/远场可扫描太赫兹光谱技术

太赫兹技术已经成为涉及公共安全、军事国防和国民经济等国家核心利益的前沿研究领域.以往太赫兹测量技术中通常以远场测量为主,如常用的太赫兹时域光谱仪.近年来太赫兹近场技术得到了迅猛的发展,特别是基于光导天线的探针技术的发展,为可扫描的太赫兹近场测量提供了可能.本文详细报道了我们近期在可扫描太赫兹近场光谱仪研究中的进展.采用光纤耦合的光导微探针实现了方便灵活的太赫兹近场/远场三维扫描,并同时获得振幅和相位信息.该系统将有可能广泛应用于人工微结构、石墨烯、表面等离子激元、波导传输、近场成像、生物样品检测、芯片检测等研究领域.     

2.5THz量子级联激光器的研制

基于束缚态到连续态跃迁有源区能带结构,实现了2.5THz量子级联激光器的连续波工作。激光器的输出频率随电流可在2.45~2.47THz之间可调,在连续波工作模式下的最高输出功率大于6.0mW,最高连续波工作温度为60K,阈值电流密度为120A/cm2,经Si透镜整形后的输出光斑为高斯分布。     

宽频太赫兹非对称主副波导定向耦合器设计

基于微型无人机雷达、精确制导武器雷达及无线通信终端设备的应用前景,设计了一种非对称主副波导定向耦合器。该耦合器采用主副波导为不同形状的等间距多孔耦合结构,将主矩形波导TE10模的信号耦合到副圆形波导TE11模中,利用相位叠加原理使得隔离端口相位达到反向相消的效果,能够得到良好的耦合度和隔离度。该耦合器中心频率为400 GHz,相对带宽为40 GHz,结果表明,定向耦合器耦合度达到-13.8～-12.8 d B,实现了弱耦合效果且耦合度稳定性较好,隔离度优于-24.5dB,直通插入损耗为-3～-2.5 dB,性能良好。     

卷烟滤棒中爆珠的太赫兹质量检测技术研究

为解决香烟滤棒中爆珠质量检测困难的问题,提出一种基于太赫兹时域光谱技术的爆珠无损质量检测方法。根据透射率、偏移量等参数建立爆珠检测模型,实现对爆珠缺失、破裂、偏移等不同质量问题的实时高速检测。实验结果显示检测速度可达1000支/min,检测准确率超过94%。     

用于耦合回旋管信号的过渡电路设计

基于悬置微带线在太赫兹电路中的应用需求,设计了一种工作频率为1 THz的新型悬置微带线-E面喇叭天线过渡结构,用于接收/发射太赫兹回旋管信号并实现信号在不同媒介中高效率转换,过渡部分采用E面探针耦合形式,利用渐变线结构实现阻抗匹配.最终仿真结果为:0.96～1.06 THz频率范围内,回波损耗优于10 dB,频率为1 ...