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太赫兹(Terahertz,THz)辐射是处于毫米波与红外线之间的电磁辐射,由于THz本身具有一些独特优点,使其在物体成像、环境监测、医疗诊断、宽带移动通信等方面具有一定的应用潜力。光子晶体具有光子禁带和光子局域效应,对光有特殊的控制能力。光子晶体技术和太赫兹技术的结合无疑会激发新的应用,并推动两者的共同发展。目前光子晶体在太赫兹系统中主要用来制作各种性能优良的功能器件。太赫兹光子晶体谐振腔可广泛应用于由太赫兹波段激光器、滤波器、反射器、交叉连接器等构成的太赫兹系统中,为太赫兹技术的应用提供了基础。
目前,大部分的太赫兹光子晶体谐振腔都只能对某一种偏振的光波谐振,这在某种程度上限制了谐振腔的性能,本文提出一种具有完全带隙的THz复式晶格光子晶体谐振腔,实现TM模和TE模的共同谐振。用基于平面波法的BandSOLVE软件仿真这种复式晶格光子晶体的完全带隙和基质折射率以及复式晶格光子晶体结构参数的关系,得到完全带隙最大的参数:以三种不同的方式引入点缺陷,分析谐振频率和复式晶格光子晶体谐振腔结构参数之间的关系,得到使TM模和TE模共同谐振的参数:用基于FDTD的FullWAVE软件分别仿真共同谐振的TM谐振模和TE谐振模的模场分布,并计算其品质因子、线宽以及TM模和TE模的重合程度,通过比较和分析,得出一组可以使TM模和TE模共同谐振的最佳参数;最后根据这种THz复式晶格光子晶体谐振腔的特点,讨论其在THz辐射源中的应用。