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设计具有宽带性能的偏振无关1×3光功分器,采用离子辅助沉积方法调节三明治结构芯层SiN_x的折射率,使得正交偏振模的拍长相等而实现偏振无关;梯形多模干涉波导与锥形波导的组合可实现器件宽带宽、低损耗及良好的分光均匀性。运用有限时域差分法进行建模仿真及参数优化,结果表明:器件的多模干涉波导长度仅为13.2 μm,附加损耗低于0.07 dB,不均匀度低于0.03 dB,0.5 dB带宽高达255 nm,可覆盖S、C、L、U以及部分E波段,在未来集成光学系统中具有较高的应用价值。

提出了一种新型、紧凑的光子晶体太赫兹(THz)偏振分束器,利用自准直效应实现横电(TE)模和横磁(TM)模的无衍射传输,利用禁带特性实现TE模和TM模的分离。基于平面波展开法和时域有限差分法对太赫兹偏振分束器的性质进行仿真建模分析,结果表明,该偏振分束器在2.9~3.01 THz频率范围内可实现偏振分离;频率为3 THz时,TE模的反射率和TM模的透射率均高于90%,TE模和TM模的消光比分别高达19.9 dB和26.24 dB。此外,与以往的光子晶体太赫兹偏振分束器相比,所提出的偏振分束器设计简单,更易于实现(无需引入缺陷),尺寸更微小(650 μm×650 μm),带宽更宽(2.9~3.01 THz)。

提出一种基于光子晶体环形腔的四波长THz滤波器, 该滤波器在光子晶体结构中引入两个环形腔, 且环形腔内部各增加一个正方形介质柱, 四周各引入一个散射介质柱。应用基于时域有限差分法(FDTD)的Rsoft软件进行仿真分析, 结果表明通过对内部正方形介质柱的边长、散射介质柱半径以及耦合介质柱半径等结构参数的调节, 可以滤出74.813, 76.98, 78.168和78.883 μm四个太赫兹波长。该滤波器性能优良, 透过率高、Q值高、信道隔离度大, 对于THz技术应用具有重要意义。

提出了一种新型的基于菱形空气孔的单一偏振单模太赫兹光子晶体光纤，通过改变光纤中引入缺陷的个数、尺寸以及所处位置，研究其对光纤单一偏振单模特性的影响。全文仿真建模采用全矢量有限元法，结果表明：当光纤中引入两缺陷时，随着缺陷尺寸的增加，单一偏振单模运行区域向高频方向移动，区域宽度稍有增加；当引入四缺陷时，靠近芯区的缺陷对单一偏振单模特性影响占主导；基于此，在芯区四周各引入尺寸相同的缺陷，对比四缺陷和两缺陷时的情况发现，四缺陷时单一偏振单模运行区域（1.07~1.36 THz）向高频方向移动，且区域宽度（为0.29 THz）增加明显，是两缺陷时的1.32倍。此类光纤可应用于某些对偏振态有非常严格要求的系统中，故具有实际意义。

利用一块大体积MgO∶LiNbO3晶体，采用浅表垂直出射方式构成太赫兹(THz)波参量振荡器(TPO)，实现了高功率可调谐的THz波输出，调谐范围为0.8～2.8 THz。当抽运功率密度为197.4 MW/cm2时，在1.73 THz处每个THz脉冲的最大输出能量为173.9 nJ,对应的能量转换效率为2.2×10-6。实验过程中观察到了一阶和二阶斯托克斯(Stokes)光，一阶Stokes光相对于抽运光的频移等于产生的THz波的频率。

太赫兹通信是一个极具应用前景的技术，太赫兹波有非常宽的还没分配的频带，并且具有传输速率高、方向性好、安全性高、散射小及穿透性好等许多特性。发展太赫兹通信技术已成为各发达国家研究的热点。该文分析了国内外太赫兹通信的研究情况；以太赫兹通信系统的整体框架，全面地介绍和分析了太赫兹通信的一些关键技术和最新研究成果；同时，对太赫兹的技术发展趋势和应用前景做了展望，提出了太赫兹技术的发展战略。