《多功能光子晶體太赫茲可調諧器件研究》是依託南開大學，由常勝江擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多功能光子晶體太赫茲可調諧器件研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：常勝江
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
太赫茲（Terahertz）技術在寬頻無線通信、生物醫學研究、安全檢查以及高解析度雷達等眾多領域有著非常重要的套用，是目前國內外的熱點研究領域。隨著太赫茲輻射源、檢測技術的日趨成熟，太赫茲功能器件已成為太赫茲技術科學走向實際套用的瓶頸問題。本課題瞄準國家基礎科學發展的重大需求，在前期理論研究工作的基礎上，提出研製低損耗、高效傳輸調製的光子晶體太赫茲器件，特別側重於探索多功能、可調諧太赫茲器件實現的有效技術途徑。課題將重點研究填充液晶材料的矽光子晶體及光子晶體波導和鐵氧體磁光材料製備的磁光子晶體的傳輸特性，研究帶隙結構在外磁場或電場驅動下的變化規律，並依據現有微加工技術的精度，設計和製備高消光比太赫茲開關、可調諧濾波器、可調諧相位控制器以及可控分束器等關鍵太赫茲功能器汽凶詢件。
結題摘要
本項目以研製太赫茲寬頻無線通信、太赫茲雷達成像等套用系統急需的功能器件為目標，側重於探索多功能、可調諧太赫茲器件實現的有效技術途徑，設計和製備高消光比太赫茲開關、可調諧濾波器、可調諧相位控制器以及可控分束器等關鍵太赫茲功能器件。 經過四年項目的實施，課題組在太赫茲功能器件的研製方面取得一些重要的陵嬸習研究進展，在Appl. Phys. Lett. (4篇)、Optics Express（4篇）、Optics Letters（2篇）、IEEE Photonics Technology Letters（5篇）等期刊上發表學術論文42篇，其中SCI收錄34篇，EI收錄4篇，SPIE大會邀請報告一篇。重要的研究進展如下：想辣1.首次提出了THz相變光子晶體可調控器件的概念、理論及製備方法，並海幾旬進行加工和實驗測試，用同一微結構器件獲得了介質光子晶體、金屬光子晶體和表面電漿陣列三種不同機理的人工付危拘悼電磁微結構，並通過不同的光場調控方式實現了它們之間的相互轉換和對THz波的強度調製，器件振幅調製深度達70%。2.研究了不同濃歡頌立度的有機載液磁流體在THz波段光學性質和橫向磁光效應，發現了磁流體在THz波段折射率和吸收與磁納米粒子濃度的關係和兩種不同機理的磁致雙折射效應。通過THz光子晶體填充磁流體的方式構成磁光微結構器件，從實驗和理論上論證了該器件在THz波段的磁致導模諧振分裂和相干誘導透明效應，實現了外磁場對THz波的主動調控，調製深度達到25dB，諧振頻率調諧範圍大於150GHz。這是國內外首次在THz波段實現磁光微結構可調控器件的實驗報少乘蜜備道，證實了利用人工磁光微結構實現THz波磁光模式分裂和增強效應。3.在實驗上觀測到THz波垂直入射光子晶體柱陣列結構時的導模諧振效應，建立了該諧振的有效介質理論和諧振模型。基於此效應，利用THz光子晶體實現了微量流體的定性檢測和實時定量感測，定量感測精度達10-5ml/mm2量級。4.設計並加工了雙肖特基柵陣表面電漿THz調製器， 實驗上發現了器件在正偏壓下的諧振頻率跳變和負偏壓下的諧振頻率平移兩種不同的調製行為，在15V電壓下獲得大於15dB的強度調製；研究了不同偏壓對器件的兩種肖特基勢壘中載流子分布的空間調製，以及由此引起的對應光子帶隙的產生和移動過程，揭示了一種基於雙光子帶隙系統的THz表面電漿調控的新機制。
