低损耗太赫兹光纤器件的设计与研究

摘要

电磁频谱中的太赫兹辐射位于毫米波和红外线之间，随着太赫兹技术的发展，人们设计和研究了许多不同的太赫兹器件，包括太赫兹光纤耦合器、太赫兹偏振分束器、低损耗太赫兹光纤等。偏振分束器是相干光通信系统和光纤传感器等实际应用中一个必不可少的器件，近红外波段的偏振分束器通常由传统光纤设计和制作，然而在传统光纤的基础上设计一个器件长度较短的偏振分束器具有很大的挑战性，之前报道的偏振分束器的长度一般在25-260毫米之间。光子晶体光纤（PCFs）的出现扩展了光纤波导的性能，为制备器件长度更短的偏振分束器提供了一种全新的设计方法。理论上，THz光纤耦合器件可以通过之前报道的PCFs结构实现。换言之，一个工作在近红外波段的偏振分束器，可以通过基于工作波长比进行必要的尺寸调整来适用于THz波段。　　本文提出一种相对简单的基于非对称悬浮双芯光纤的太赫兹偏振分束器设计方案。其中一个纤芯是由两个不同厚度的矩形介质带相交形成，另一个是由相同厚度的介质条交叠区域悬浮而成的圆形实心纤芯。纤芯之间的距离可以调整，以此来确保短分束长度和低传输损耗，最终实现了长1.27cm的太赫兹偏振分束器，x偏振模和y偏振模的传输损耗分别为0.53dB和0.67dB。消光比约为-20dB，带宽为0.046THz。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 THz技术概述

1.2太赫兹波导简介

1.3太赫兹光纤器件

1.4研究意义

1.5本文结构安排

第二章 太赫兹波导的理论基础

2.1平面光波导的传输理论

2.2平面光波导的模式分析

2.3光纤的模式理论

2.4太赫兹波导的研究方法概述

第三章 THz光纤偏振分束器的设计

3.1引言

3.2光纤耦合基本理论

3.3 非对称双芯THz光纤偏振分束器结构

3.4 其他情况分析

3.5 本章小结

第四章 基于非对称双芯结构的低损耗太赫兹偏振分束器

4.1 引言

4.2 非对称双芯THz光纤偏振分束器的性能特征

4.3 本章总结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文与研究成果