为满足太赫兹无线通信系统对载波的需求,为解决现有辐射源在频率可调、室温条件工作等方面的局限性,从非线性介质的Maxwell方程人手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析,建立硅波导配置的数学模型,设计了硅波导太赫兹波发生器并分析其性能。解决了该方法在散热、自由载流子方面的局限性。指出该STG装置可以将一个THz信号增加15dB功率后偏移至光域,其输出光束将位于与THz频

第 3 2卷 21 0 2年

第 3期 3月

核电子学与探测技术 Nu la e to i s& De e t n Te h oo y ce rElcr n c tc i c n lg o

V0. 2 No 3 13 . Ma. r 2 2 O1

基于硅波导的连续太赫兹波辐射研究

李明亮，王聪 (. t石家庄经济学院河北省光电信息与地球探测技术重点实验室，河北石家庄 00 3; 5 0 1 2中国矿业大学 (京)电与信息工程学院， .北机北京 10 3 08; 3石家庄经济学院信息工程学院， .河北石家庄 0 03 ) 5 0 1

摘要：为满足太赫兹无线通信系统对载波的需求，为解决现有辐射源在频率可调、温条件工作等室方面的局限性，从非线性介质的 Maw U方程人手对非线性聚合物的光学性质进行理论分析，立硅波 xe建导配置的数学模型，设计了硅波导太赫兹波发生器并分析其性能。解决了该方法在散热、自由载流子方

面的局限性。指出该 SG装置可以将一个 T z T H信号增加 1 d 5 B功率后偏移至光域， 其输出光束将位于 与Tz H频率加和的泵浦光频上， T探测的实现提供了重要依据。为 Hz 关键词：硅波导；太赫兹波辐射；T SG中图分类号： T 2 L99文献标识码： A 文章编号： 0 5 -9 4 2 1 ) 3 3 2 6 2 803 ( 02 0 - 4 - 0 0

随着各国对太赫兹波无线通信技术的重视，高性能载波源的设计成为核心研究方向之 一

学模式；实验获得标准非线性度 r为 10p/。, 7 m

。

现有的太赫兹波发生器适用于无线通信载

V的非线性聚合物，且其性能还可提高至 5 0 0 pm/ u-]这些非线性聚合物具有超高速特 V 2】 。

波的较少。此外，对通信系统载波而言，对其输出频率的高低、稳定度、可靠性、出功率及能输否常温工作等指标要求较高，而现有太赫兹辐射源无法满足。 太赫兹载波的优劣直接决定了通信系统的信噪比、动态范围、系统体积、费用及推广前景。 近期的几项研究成果使采用硅波导技术产生连续可调的 T z载波成为可能。实现了在小型 H

性，可用于光电调制。若选择合适的太赫兹波导设计方案，再结合现有的较大功率激光技术， 可以产生连续的太赫兹波辐射。 基于硅波导的太赫兹载波产生采用

光学差

频及光外差混频原理。因此，只需简单地通过 调整输入光信号的波长即可在很宽的范围内调

整频率，且能得到几十 M z H的光谱线宽。

高对比折射率的脊形波导中以较低损耗引导光

1波导配置算法 非线性介质的 M x e方程为： aw l l =

收稿日期：0 1 0—1 2 1—1 1

a )) ( 2 1

基金项目：中国科技部科技人员服务企业行动项目 ( 0 9 J 0 3 )国家自然科学基金 ( 17 15 20GA 05, 5 07 2/ E762。 0 0 0 )

式中： √和 k分别表示、和三个方向 ), 列向量的总和。波导用 z向上传播的连续介方电函数描述。如某些位置的介电常数接近无穷

作者简介：李明亮 (96 )男， 17一，汉族，北平山人，河 副教授，,博士主要研究方向为光通信及检测技术。 32 4

大，则金属物质不会对其造成太大影响。其引