文档介绍：分类号学号 M201072850
学校代码 10487 密级
硕士学位论文
基于光子晶体的太赫兹波滤波技术
与光开关设计的研究
学位申请人: 李忠磊
学科专业: 光学工程
指导教师: 何健副教授
答辩日期: 2012 年 5 月 29 日
Researing on TerahertzFilters and Terahertzswitch
Based on Photomic crystal
Candidate : Li Zhonglei
Major : Optical Engineering
Supervisor : A. P. He Jian
Huazhong University of Science & Technology
Wuhan 430074, P. R. China
June, 2012
独创性声明
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日期: 年月日
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本论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名: 指导教师签名:
日期: 年月日日期: 年月
华中科技大学硕士学位论文
摘要
红外光和红外光波段之间的太赫兹波因其特殊的性质,在军事通信、空间通信、
安检及短距离高速通信等领域有着良好的前景,宽带太赫兹通信技术的前景尤其广
阔。而太赫兹波滤波与开关控制技术的研究,是太赫兹通信技术发展的关键组成部分。
太赫兹波光开关是太赫兹通信技术的重要组成部分。光子晶体是一种周期性的介
电材料,电磁波在光子晶体中的传播使得光子晶体中形成禁带。光子晶体可以用于太
赫兹波段的滤波,实现太赫兹波段的全关开关。光子晶体光开关有响应速度可达 ps。
我们研究了基于一维光子晶体的太赫兹波段的滤波性质,并对二维的情况进行了
初步理论探索。对晶格周期、入射角、缺陷层折射率、及厚度对缺陷模的透射峰中心
频率及强度的影响进行了深入分析。证明通过改变太赫兹波入射角或者改变缺陷层的
折射率、厚度,可以实现太赫兹波透射频率的调谐,改变缺陷层的数量可以实现太赫
兹的多通道滤波与调谐,从而应用于太赫兹波的光开关的设计。最后我们把电光晶体
铌酸锂和铁电液晶材料(FLC)作为光子晶体的缺陷层,设计了太赫兹光开关和多通
道滤波器,能够实现 100G 的可调频带范围内的光开关的控制。
关键词: 太赫兹通信光子晶体传输矩阵法(TMM) 太赫兹光开关
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Terahertz wave has some characteristics, such as high transmission bandwidth, short
antenna size, and better anti-jam capability. So it applies to many fields including military
communication, munication, and security check. Eespecially indoor wireless
communication. And the research for the filter and on-off control is the important part of the
technology of terahertz munication.
The terahertz filter is a most important part of the terahertz
crystal is a kind of periodic dielectric material, when the wave propagates in the photonic
crystal, there will be a band gap, calle