1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065
3 特殊环境机器人技术四川省重点实验室, 四川 绵阳 621000
为了降低检测溶液样本时水对太赫兹的强烈吸收并提高传感器的灵敏度,提出了两种超材料吸收器集成微流控的双带太赫兹传感器。两种传感器的单元谐振结构均由金属环和双“I”型交叉结构组成,在0.2~1.4 THz频段内可产生两个完美吸收峰,折射率灵敏度可达300 GHz/RIU。实验结果表明,设计的两种双带太赫兹传感器具有偏振不敏感性和宽入射角不敏感性,在-4%~4%的制造公差范围内能保持良好的传感性能,在生物医学领域具有潜在的应用价值。
传感器 太赫兹 超材料吸收器 微流控 光学学报
2021, 41(23): 2328001
1 西南科技大学 信息工程学院， 四川 绵阳 621010；桂林航天工业学院 机械工程学院， 广西 桂林 541004
2 西南科技大学 信息工程学院， 四川 绵阳 621010
针对微结构光电导天线与飞秒激光之间相互作用效应以及辐射太赫兹波调控问题进行了研究。采用德鲁德-洛伦兹理论模型获得微结构光电导天线辐射光电流密度，通过时域有限差分把光电流密度迭代在激励网格上，结合麦克斯韦方程求解时变电磁场，并通过传输线格林函数获得多层介质近场到远场的辐射太赫兹波，建立了辐射光电流与辐射阻抗、电磁共振模式之间的关系模型，模拟仿真分析了微结构S型光电导天线太赫兹波辐射调控机理。研究结果表明：微结构改变了天线等效模型的辐射阻抗；同时得知耦合系数不为零时存在耦合作用，且随着耦合系数增大共振频率峰值发生辐射增强和位移；并通过设计S型光电导天线获得辐射峰值频率调整范围为0.50～0.80 THz之间，对比工形天线辐射峰值频率由原来的0.40 T移动到0.76 T，频率调整度75%，峰值辐射效率约提高70%。该研究工作为后续高功率光导天线太赫兹波辐射的共振中心频点以及结构设计奠定重要基础。
太赫兹波 光电导天线 德鲁洛伦兹模型 电磁共振模式 辐射峰值 THz wave photoconductive antenna Drude-Lorentz model electromagnetic resonance mode radiation peak 强激光与粒子束
2020, 32(3): 033102
1 西南科技大学工程技术中心, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学极端条件物质特性实验室, 四川 绵阳 621010
频率在0.1~10 THz的太赫兹波具有传输容量大、方向性好、传输效率高等优点。研究其在通信领域的应用, 对满足用户对传输速率越来越高的要求具有重要意义。实验通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统测得0.1~2.4 THz太赫兹波在不同湿度的空气中传输0.6 m的传输数据, 同时采用Dorney等提出的提取光学常数的经典模型得到延迟时间、功率谱、振幅谱和吸收系数等数据。分析结果表明：大气中的水蒸气对太赫兹波具有明显的吸收衰减作用, 而且湿度越大衰减作用越强, 在吸收峰值处影响更加明显; 同时存在弱衰减作用的透明窗口, 可应用于太赫兹通信。
大气光学 太赫兹波 水蒸气 吸收衰减 吸收峰 透明窗口 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 090101
华南师范大学 物理与电信工程学院 量子调控工程与材料实验室, 广州 510006
为了实现生物组织及相位光栅等透明相位物体的快速定量相位测量与成像, 基于共轴干涉及相衬干涉原理, 构建了一套相位物体定量相位快速测量与成像系统。分析了定量成像原理, 设计了相应的相位提取及恢复算法。通过拍摄单幅或两幅相衬图, 实现了相位光栅、水滴等小相位变化的相位样品的定量相位测量与成像。设计了相应的分区差分相位解包裹算法, 实现了相位值超过π的微透镜的定量相位测量与成像。结果表明, 通过该系统测量所得到的全息相位光栅的相位分布以及不同超声驱动电压下弱超声驻波光栅的相位振幅变化关系与其它方法所得的测量结果基本一致; 微透镜的实验测量厚度值与理论计算值相比, 绝对误差约为0.03μm。本系统具有一定的可行性和适应性, 在生物细胞和组织等透明相位物体的快速测量与成像方面有潜在的应用意义。
成像系统 定量相位成像 干涉 相位物体 单幅或两幅相衬图 imaging systems quantitative phase imaging interference phase objects one or two phase contrast images
1 中国科学技术大学 信息科学技术学院，安徽 合肥 230027
2 西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010
3 西南科技大学 理学院，四川 绵阳 621010
研究了GaAs工型偶极子光电导天线(PCA)结构参数对THz辐射特性的影响。首先利用DL(Drude-Lorentz)模型得到了光电导天线的电流解析解，结合时域有限差分(FDTD)进行半解析半数值仿真，有效地解决了纯解析解(通过光电流对时间求导数可以得到辐射的THz的相对强度)无法和PCA结构直接对应的仿真问题，也较直接全波FDTD方法计算效率高。接着，利用偶极子光电导天线的等效电路模型和等效源阻抗公式，结合实际的PCA参数，分别得到了PCA阻抗和源阻抗，说明了由于源阻抗很低，导致匹配效率较低。最后，综合考虑数值仿真结果和理论计算结果可证明，工型偶极子光电导天线的辐射效率会随着其长宽比的增加而相应增加，该结论与相关文献实测结果吻合，从而也验证了文中FDTD仿真结果、理论模型及计算结果的有效性。
太赫兹辐射 光电导天线结构参数 匹配效率 时域有限差分 德鲁德-洛伦兹模型 THz radiation PCA geometrical parameters match efficiency FDTD DL model
