基于3D打印技术的太赫兹空芯波导研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qingqiu12157
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
太赫兹因其特殊的光谱位置和潜在的重要应用成为当前研究领域的热点之一。本文首先介绍了太赫兹技术的发展和应用,并重点介绍了太赫兹聚合物波导在传输损耗方面的研究进展。由于太赫兹波在自由空间传输时很容易受到周围环境(例如空气中的水汽)的影响,因此,开发低损耗的太赫兹波导成为解决这一问题的方案之一。太赫兹波导是组成太赫兹通信系统以及检测、成像等太赫兹设备的重要功能部件,实现高效、低损耗的太赫兹波传输对太赫兹技术的发展具有重要的理论意义和实用价值。基于Bragg结构的太赫兹空芯波导对模场具有很好的束缚能力,能够有效的将太赫兹波限制在空气纤芯中传输,具有传输损耗低、工作带宽宽等优点。但空芯Bragg波导通常需要在空气层中引入支撑结构才能实现波导的机械支撑,这会造成波导带隙结构的破坏,使波导具有很大的束缚损耗,造成其实际传输损耗远高于理想结构的结果。为减少支撑单元对波导传输损耗的影响,本文提出具有轴向周期桥结构的太赫兹空芯Bragg波导。在分析支撑条对Bragg型太赫兹空芯波导影响的基础上,提出采用在波导横截面上仅有单层空气层存在支撑条的结构,以降低波导的束缚损耗。在波导轴向采用间断式的支撑条排布,通过支撑条处于不同空气层的波导单元的级联,以实现对介质层的有效支撑。该波导在结构上打破了支撑条在波导轴向上连续分布的传统方式,减少了支撑条对Bragg波导带隙结构的破坏。采用有限元法仿真分析了支撑条位于不同空气层上时对波导传输损耗的影响规律,结果表明,内层空气层中存在的支撑条对模式的吸收损耗是影响波导模式总传输损耗的主要因素。通过合理选择波导单元的长度比例进行波导级联排布,可以使得其吸收损耗在0.53THz~0.73THz的带宽范围内小于0.4d B/m,其传输损耗小于0.5d B/m。在部分太赫兹频率处的传输损耗低至0.25d B/m以下,十分接近理想结构的结果。在此基础上,选取光敏树脂作为波导材料,并通过实验测量了材料的光学属性,随后设计并采用3D打印技术制备了50mm长度的波导,利用太赫兹时域光谱仪对太赫兹空芯Bragg波导进行实际测试,结果发现,制备的波导在0.415~0.466THz频率范围内波导的传输损耗小于1d B,发现实验与仿真在传输损耗特性上具有良好的一致性。最后,提出基于反谐振波导结构设计太赫兹空芯Bragg波导,进一步对波导参数进行优化改进,最终在0.5THz频率处实现1.59d B/m的低损耗传输。
其他文献
图像分割是计算机视觉领域的基础任务也是经典难题。近年来随着深度学习的快速发展,人像分割在公共安防、自动驾驶、计算摄影等领域得到了广泛的应用。然而,现有分割方法的网络模型具有巨大的参数量和计算量,急需一种轻量化的人像精细化分割网络。本文通过对现有的图像分割算法、轻量化网络设计方法以及图像边缘优化算法进行研究,提出了快速自动化人像分割网络以及边缘精细化处理方法,主要工作内容和成果如下:(1)在基于编码
本文研究两类包含易感染者、无症状感染者、感染者和接种疫苗者(SAIV)的扩散型流行病模型。模型中行波解的存在性揭示了在何种情况下流行病会在空间中以常速波速进行传播。该研究有助于人们预防和提前采取措施控制流行病。第一部分研究一类时滞扩散型SAIV流行病模型。首先引入行波系统的一个扰动系统,构造扰动系统的上下解,应用Schauder不动点定理得到该扰动系统解的存在性,并讨论解的若干性质。然后利用极限逼
稻瘟病是水稻生长周期中的主要病害,去年稻瘟病发生面积达6500万亩次,造成粮食损失近1000万吨。由此,稻瘟病早期的检测工作成为一个重点,国内外大量开展了对于稻瘟病预警检测的研究。大多数稻瘟病检测需要基于手机、单反相机等便携式设备拍摄RGB图像,利用这些图像进行后续的图像识别。然而,传统稻瘟病图像检测、图像识别仍存在下述问题:(1)手机、单反相机等拍摄设备采集待测水稻病害样本时需要花费时间对焦,对
随着互联网连同教育事业的蓬勃发展,在线学习也逐渐成为炙手可热的领域,随之而来的便是在线学习资源的冗余,学习者无法迅速获取想要的学习资源,直接影响到学习者的学习兴趣和耐心。因此,能够在信息过载的时代挖掘出符合学习者切身需求的学习资源并进行精准推送,对于学习者有着非常重要的意义。为了能够更精确的分类学习者学习等级,从而提供符合其自身需求的学习资源,论文根据在线学习行为数据不平衡的特性利用Bagging
NOx是柴油车排放的主要污染物之一,为了严格控制NOx排放,通常采取机内净化技术与机外净化技术相结合的手段。目前,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术凭借其高效的催化活性、较好的水热稳定性、良好的燃油经济性等优点已成为机外净化的重要技术手段,被广泛应用于柴油车后处理系统中。Fe-BEA催化剂凭借其优异的高温催化活性和抗水热老化性能,被认为是应用在
随着物联网(Internet of things,Io T)的迅速发展,爆发式增长的Io T时序数据给计算机系统带来巨大的压力。新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM)具有持久性存储、可字节寻址、接近DRAM的读写速度等特性,能与基于Flash的SSD构成混合固态存储系统,为解决Io T系统中的时序数据存储墙问题带来可能。但目前的时序数据存储系统应用均是针对传统的存储设
随着图像分类技术的不断发展,多核学习由于其优秀的分类性能已经在图像分类任务上取得了丰富的研究成果,同时集成学习能够集成多个分类器以获得相对于单一分类器更显著优越的泛化能力,本文将多核学习与集成学习相结合构造了一种多核集成学习模型。考虑到深度核学习的对样本的数据表示比传统的核方法好,本文将多核集成学习与深度核学习相结合构造了一种深度多核集成学习模型。本文的主要研究内容如下:(1)提出基于集成损失的多
肝脏在人体内部代谢和排毒方面的作用不可或缺,但是肝脏疾病不仅种类繁多,而且发病率也居高不下,其中原发性肝癌的致死率更是在癌症中排在了第三位。针对肝脏肿瘤这种发病率和死亡率都很突出的病症,在初期以预防为主,中后期多采取部分肝脏的切除手术作为治疗手段。在肝脏疾病的诊断和治疗过程中,医生需要借助医学影像对肝脏情况进行观察和剖析。随着医疗水平的不断提高,医学影像数据量剧增,人工分割已经无法胜任医学影像分析
利用变分方法研究Schr(?)dinger-Poisson系统解的存在性一直是国际热点问题,这一系统在量子力学、半导体理论、非线性光学和等离子体物理等领域中应用广泛,尤其在研究孤立波和电磁场时发挥了极其重要的作用,因此越来越多的人前仆后继的探索其背后的数学意义。本文采用一类特殊的变分结构探讨非径向条件下,Schr(?)dinger-Poisson方程无穷多正解的存在性和渐近性。第一部分主要构造了一
声动力治疗(Sonodynamic therapy,SDT)作为一种新兴的肿瘤治疗方法,具有毒副作用低、肿瘤靶向性高、生物安全性好等优点,极具临床应用前景。声动力治疗中声敏剂的选择起着至关重要的作用。目前使用的声敏剂大多为疏水性物质,存在体内不稳定,容易被代谢,肿瘤靶向性差以及容易聚集等缺点,即使后期借助纳米技术研发了一些纳米粒,如Ti O2纳米粒、介孔二氧化硅纳米粒等,仍然存在生物相容性差等问题