基于光電導(dǎo)方法的THz波通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、太赫茲輻射通常是指波長(zhǎng)在3mm～30μm(0.1THz～10THz)區(qū)間內(nèi)的遠(yuǎn)紅外電磁輻射。其波段位于微波和紅外光之間，處于電子學(xué)向光子學(xué)過(guò)渡的領(lǐng)域。近十幾年來(lái)，由于超快激光技術(shù)的迅速發(fā)展，為太赫茲脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定、可靠的激發(fā)光源，使太赫茲輻射的機(jī)理研究、檢測(cè)技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)得到蓬勃發(fā)展。太赫茲通信集成了微波通信與光通信的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)相比較這兩種現(xiàn)有的通信手段，太赫茲波表現(xiàn)出了一些特有的性質(zhì)。太赫茲技術(shù)在遠(yuǎn)程遙感、雷達(dá)監(jiān)測(cè)、國(guó)防建設(shè)、大

2、氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)藥檢測(cè)、國(guó)民安全、高效高速的通信與傳輸?shù)阮I(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。所以，太赫茲技術(shù)的研究對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與國(guó)防安全都有重大的應(yīng)用價(jià)值。
　　目前的太赫茲通信系統(tǒng)中，關(guān)于太赫茲的通信手段和設(shè)計(jì)方案大致分為射頻類、光子學(xué)類、激光器類。而本論文的是將傳輸信號(hào)加載到太赫茲波上，利用太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)太赫茲波的無(wú)線傳輸，成功實(shí)現(xiàn)了65cm的室內(nèi)無(wú)線傳輸。并討論了太赫茲波在等離子體中的傳輸情況。具體的工作包括:
　　高指向

3、性、高增益的太赫茲源、精密可靠的收、發(fā)天線以及高效的調(diào)制技術(shù)，高效可靠的傳輸技術(shù)是高傳輸率的保證。從GaAs天線輻射太赫茲波的理論模型上分析了太赫茲的輻射機(jī)理以及影響太赫茲波輻射強(qiáng)度的主要因素。同時(shí)從實(shí)驗(yàn)的角度來(lái)驗(yàn)證斬波器頻率、探測(cè)光功率、泵浦光功率、激光脈沖的中心波長(zhǎng)等因素對(duì)系統(tǒng)信噪比和輻射太赫茲波的影響。
　　實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的搭建工作。參與搭建與設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)室的太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)，以及后期系統(tǒng)優(yōu)化工作。并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)天線的直接

4、調(diào)制，基于太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)完成了太赫茲現(xiàn)信號(hào)傳輸，將太赫茲作為載波，完成了65cm的室內(nèi)無(wú)線傳輸。
　　對(duì)信號(hào)的處理。為了減小信號(hào)傳輸?shù)氖д媛什⑻岣呦到y(tǒng)的信噪比，實(shí)驗(yàn)討論了各種因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。?duì)不同頻段信號(hào)的傳輸情況和加載信號(hào)的強(qiáng)弱都做了相應(yīng)的討論和研究。
　　同時(shí)，對(duì)太赫茲波在經(jīng)過(guò)等離子體中的傳輸特性做了系統(tǒng)的研究。觀察太赫茲波在等離子體中的衰減，通過(guò)等離子流體力學(xué)模型討論等離子體的參數(shù)對(duì)太赫茲信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀⑼?/p>