低損耗太赫茲金屬空芯波導的研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz,簡稱THz)電磁波在化學和生物制劑的檢測、環(huán)境檢測、物體成像、軍事安全、移動通信等領域具有廣闊的應用前景。目前,由于缺乏損耗低、色散小的波導使其應用受到很大限制,研究和開發(fā)低損耗太赫茲波導對于推動太赫茲技術的實際應用具有重要的意義。本文研究低損耗太赫茲金屬空芯波導。本文分析了太赫茲波在平板金屬波導和空芯波導內的傳輸特性,并進一步對這些波導的結構進行鍍膜改進,以減小太赫茲波的傳輸損耗。本文也利用連續(xù)的太赫茲波系

2、統(tǒng)測量金屬鍍膜的空芯圓波導的損耗。
　　由于太赫茲波在金屬空芯波導中傳播損耗主要來源于波在金屬界面反射時引入的損耗,本文首先研究減小太赫茲在金屬界面反射損耗的方法。通過在金屬界面鍍介質膜,可以比較有效的減小TM波的損耗。數(shù)值分析了金屬界面鍍介質膜前后太赫茲波的反射率,討論介質膜為不同材料時的反射率,發(fā)現(xiàn)鍍0.06mm的聚乙烯膜時反射率最大。鍍介質膜的金屬平板波導中,導波層的厚度大于0.8mm,相比較純金屬波導,損耗減小。
　

3、　其次,利用初等電子理論計算和分析金屬的介電常數(shù)。通過計算金屬鍍膜太赫茲空芯波導的截止頻率,分析波導的傳輸模式,TE11模是波導的主模。分析金屬鍍膜為不同材料時空芯波導的衰減系數(shù),選擇損耗較小的金屬材料。計算分析不同模式時,金屬鍍膜空芯波導的損耗,其中TE01損耗最小。相比較石英圓波導,減小了1.44dB/cm。
　　最后,利用銀鏡反應制備鍍銀的空芯太赫茲波導,并利用以返波管振蕩器(BWO)為發(fā)射源的太赫茲波系統(tǒng),測量鍍膜的空芯波