太赫兹金属线波导传输特性实验研究及模拟分析
Experimental study and simulation analysis of transmission characteristics of terahertz metal wire waveguides作者机构：天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学光电信息技术教育部重点实验室天津300072 爱德万测试(中国)管理有限公司上海201203
出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)
年 卷 期：2024年第73卷第11期
页 面：155-163页
核心收录：
学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0702[理学-物理学]
基 金：国家自然科学基金(批准号:U22A20123 62175182 62275193 U22A20353)资助的课题
摘 要：太赫兹波介于微波与红外之间,当前太赫兹波主要在自由空间中传输,金属线波导以低损耗、低色散等突出的传输特性被广泛关注.本研究首先根据太赫兹波在不同金属线表面的趋肤深度选择铜线作为研究对象,然后基于太赫兹时域光谱系统搭建可调节式金属线波导传输特性测试光路,采集到通过不同半径、不同长度、不同端口状态的单/双铜线传输的时域信号,最后利用有限元方法对不同半径、不同形变程度的单/双根铜线在空气域的传输特性进行仿真.实验结果表明,传输损耗会随着铜线长度的增加而增加,金属线越细传输速度越慢,端口形态对传输特性的影响不如长度变化对传输特性的影响明显,双金属线越粗传输速度越快.仿真结果表明,太赫兹波在单根金属线上传输时,电场主要分布在金属线表面,金属线越细表面等离激元的模场面积越小;当金属线形变成椭圆时,模场主要分布在长轴两端;当太赫兹波在双金属线中传输时,模场主要分布在两根金属线中间,且距离越远模场面积越小.本研究结合实验与仿真分析方法对单、双金属线的太赫兹传输特性进行研究,为后续开发高效太赫兹金属波导提供参考.
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