太赫兹波在矩形光波导中的传输特性研究

论文摘要

太赫兹波是介于光波与无线电波之间的频率带,由于其有许多特殊的性质,在众多领域具有潜在的应用价值。最近几年,在美国日本等发达国家都对这一频段进行了研究,投入了大量的人力物力。我国对于光学和电磁波等的研究方面和世界先进水平还有较大差距,对太赫兹的研究具有一定现实意义。对太赫兹波的波源,探测,传输成像等的研究是近来研究的集中方面。在传输方面,由于太赫兹波的自由空间水吸收性损耗等原因,对于太赫兹波的传输有时候需要应用一定的传输设备。而太赫兹波的远距离传输需要对其设备损耗和色散特性有所要求,因此对传输器件的研究是太赫兹波研究必不可少的环节。本论文对太赫兹波的传输波导做了研究工作,专门研究太赫兹波在波导中的传输特性并对其中的一些问题进行了探讨。本文内容分以下几个部分:1、概述了太赫兹波的基本性质和国内外的研究现状,并对研究的最新进展以及几种传输设备做了介绍。2、对太赫兹波在封闭空间金属镀膜空芯金属波导中的传输模式做了分析,并模拟计算了太赫兹波在金属镀层空芯矩形波导中的传输衰减系数,并对太赫兹波在其中表现出的特性做了研究,比较了不同波导端口形状对太赫兹波传输影响,介绍了相关实验及前期的研究工作。3、为减少损耗,镀膜是金属波导的常用方法,利用射线光学原理推导出镀膜的衰减系数方程。计算了太赫兹波在介质镀膜空芯矩形波导中的衰减系数,并对介质膜对衰减的影响做了模拟计算,通过计算比较得出了介质镀膜对太赫兹波传输的影响情况。4、对波导形变对于传输的影响做了一些探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1-1 太赫兹波概述
• 1-1-1 太赫兹波简介
• 1-1-2 太赫兹波的基本性质
• 1-1-3 太赫兹波的应用
• 1-1-4 几种典型的太赫兹波源
• 1-1-5 太赫兹波传输器件
• 1-2 矩形太赫兹波导的国外研究现状
• 1-3 本文研究的内容及意义
• 第二章 太赫兹波在金属介质镀膜矩形波导（DMPRWG）中传输特性研究
• 2-1 太赫兹波与物质的相互作用
• 2-1-1 物质的太赫兹波介电常数
• 2-1-2 物质的太赫兹波折射率
• 2-2 太赫兹波在DMPRWG中的传输特性研究
• 2-2-1 太赫兹波在DMPRWG中的模式分析
• 2-2-2 DMPRWG特征方程的求解
• 2-2-3 DMPRWG的截止条件
• 2-2-4 太赫兹波在DMPRWG中的损耗特性
• 2-3 本章小结
• 第三章 太赫兹波在金属空芯波导（MPRWG）中的模式特征以及截止频率研究
• 3-1 金属镀层空芯波导结构的一般理论
• 3-1-1 太赫兹波在MPRWG中的模式分析
• 3-1-2 矩形金属镀层空芯波导模式分析
• 3-1-3 矩形金属镀层空芯波导中的截止频率分析
• 3-2 本章小结
• 第四章 太赫兹波在MPRWG中的损耗特性分析
• 4-1 基于经典理论的损耗系数计算
• 4-1-1 不同模式的损耗系数计算
• 4-1-2 运用经典理论计算太赫兹波在铝MPRWG的传输损耗特性
• 4-1-3 太赫兹波在MPRWG中传输特性在太赫兹波器件设计中的应用
• 4-2 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的文章