THz波導(dǎo)輻射輸出金屬薄膜微結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究.pdf

1、隨著太赫茲波（THz波）在國家安全、星際通信、生物檢測等方面的應(yīng)用潛力，人們對THz輻射的需求日益增長。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，在使用光學方法產(chǎn)生THz輻射的系統(tǒng)中，使用技術(shù)成熟的通信波段光源即中心波長1550 nm的光纖飛秒激光器作為泵浦，以代替中心波長800 nm成本昂貴的的鈦寶石激光器成為可能。本課題的工作是國家自然科學基金面上項目“新型混合波導(dǎo)THz發(fā)射器件的設(shè)計與制備研究”（批準號：64072011）的一部分。
　　通過光整

2、流在Air-GaAs-Si非對稱波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生寬帶太赫茲脈沖作為前提，本文在Air-GaAs-Si非對稱波導(dǎo)上引入金屬光柵薄膜微結(jié)構(gòu)，設(shè)計出了能夠?qū)⒚}沖形式的寬帶太赫茲輻射耦合輸出到空氣中的周期不連續(xù)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
　　本文分析了多層平板波導(dǎo)的矩陣理論及本征模的求解，針對有金屬柵的周期不連續(xù)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，分別數(shù)值模擬計算了在不同頻率（0.5 THz、1 THz、2 THz、3 THz）下，非對稱介質(zhì)波導(dǎo)（Air-GaAs-Si）與覆蓋不同

3、厚度（1.5 nm、8 nm、10 nm、116 nm）金薄薄膜波導(dǎo)（Si-GaAs-Au-Air）中芯層導(dǎo)模的復(fù)傳播常數(shù)。依據(jù)完全匹配層邊界條件下的平板波導(dǎo)理論，分析并推導(dǎo)出了在完全匹配層邊界條件下，非對稱介質(zhì)平板波導(dǎo)（Air-GaAs-Si）和覆蓋金屬薄膜的非對稱平板波導(dǎo)（Si-GaAs-Au-Air）中存在的完備的本征模式集合，從而得到本征模場的空間分布特性。再利用本征模展開法，推導(dǎo)出了THz輻射輸出周期不連續(xù)波導(dǎo)的基本單元內(nèi)界面