双层介质-金属光栅结构的太赫兹波偏振转换与单向传输器件

    公开(公告)号:CN106772754B

    公开(公告)日:2019-03-05

    申请号:CN201611190016.9

    申请日:2016-12-21

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开了双层介质‑金属光栅结构的太赫兹波偏振转换与单向传输器件。本发明所述器件包括:金属光栅层、介质衬底层、介质光栅层,金属光栅和介质光栅分别位于介质衬底两侧。其中,介质光栅层由衬底材料刻蚀,介质栅脊取向相对于金属栅脊取向夹角为45°,金属光栅和介质光栅均为亚波长光栅,它们的光栅周期均小于入射光波长。该器件结合金属光栅层的偏光特性与介质光栅层的人工双折射特性,可实现大于95%的偏振转换率,也可实现大于30dB的单向传输隔离度。由于金属光栅层和介质光栅层之间的模式耦合效应,相比于分立元件,该器件显著地提高了出射光透过率和工作带宽。该器件适用于太赫兹波的偏振转换和单向传输。

    太赫兹磁光偏振转换器
    42.
    发明公开

    公开(公告)号:CN108519687A

    公开(公告)日:2018-09-11

    申请号:CN201810329723.4

    申请日:2018-04-12

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开了一种太赫兹磁光偏振转换器。该器件由在YIG铁氧体两侧贴附矩形金属孔阵列和正交矩形金属孔阵列构成,实现在常温、弱偏置磁场下的太赫兹波磁光线偏振态转换和单向传输的功能。利用两矩形金属孔阵列之间形成的F-P谐振和选模效应,增强了YIG铁氧体原本微弱的法拉第旋转效应,提高了该器件的线偏振态转换率。该器件工作频率在0.1-1.5THz,最高透过率与偏振转换率>70%、Q值>200,偏振消光比>60dB。该器件的高Q值和梳状频谱输出使得该器件在太赫兹宽带通信中的滤波、波分复用、信号处理等有着应用价值。同时,该器件实现高透过率、线偏振选择、高偏振度线偏振态转换和单向传输的功能,为提高检测信噪比、减小串扰提供保障。

    石墨烯光子晶体太赫兹放大器

    公开(公告)号:CN104793427B

    公开(公告)日:2018-02-02

    申请号:CN201510246286.6

    申请日:2015-05-13

    Applicant: 南开大学

    Inventor: 范飞 常胜江

    Abstract: 本发明公开了一种石墨烯光子晶体太赫兹放大器装置及其调控方法。本发明利用在特定温度和偏压下石墨烯的电导率在太赫兹波段为负值的特点,将石墨烯作为太赫兹波增益介质,采用周期性的“石墨烯‑单晶硅层”一维光子晶体结构实现太赫兹放大器的功能。器件通过在周期性排列的石墨烯上交替引入正、负电极,来施加不同偏压,实现了太赫兹波放大和工作频率的主动调控。该器件将一维光子晶体结构与石墨烯的太赫兹增益特性结合起来,通过多个石墨烯的级联以及一维光子晶体结构的光子带隙、慢光增强、F‑P效应和模式竞争效应,有效地提高了在单一传输模式上太赫兹波的增益放大系数和Q值,实现了高增益、高Q值的单频太赫兹波输出。该器件工作在1‑2THz,工作频率可随工作电压调谐,最大输出增益超过30dB,Q值超过50,是一种大幅面高性能太赫兹放大器。

    激光热处理的硅基PVA薄膜光控太赫兹波调制器

    公开(公告)号:CN107340611A

    公开(公告)日:2017-11-10

    申请号:CN201710531673.3

    申请日:2017-06-29

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本发明公开了一种激光热处理硅基PVA薄膜光控太赫兹波调制器,通过将PVA薄膜旋涂在高阻硅基底上,利用强连续激光对其进行表面热处理后,器件可在不同调制激光功率的控制下实现对太赫兹波强度的灵敏调制,调制深度随着调制光功率的提高而增大,当调制光功率密度超过2W/cm2时,调制深度达到99%以上,激光热处理时间越长,在相同调制光功率条件下达到的调制深度越高,处理时间达到120s以上时,调制深度达到饱和,本发明的工作频段为0.1-1.6THz。

    太赫兹可调磁光波长选择开关

    公开(公告)号:CN213210536U

    公开(公告)日:2021-05-14

    申请号:CN202020792423.2

    申请日:2020-05-14

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本实用新型提供了一种基于磁流体填充的、太赫兹可调磁光波长选择开关。器件基本结构由两根互相靠近、纤芯具有不同微结构的多孔光纤1和2组成。光纤1是基于等差分层微结构、多孔度15.93%的高双折射多孔光纤,纤芯微结构基本单元为椭圆,椭圆尺寸从内层到外层逐渐增大;光纤2是多孔度44.81%的多孔光纤,纤芯微结构由三角晶格排列、大小一致的圆形空气孔组成。在光纤2内层空气孔填充磁流体,通过调节外磁场来改变磁流体的折射率,从而改变两光纤的模式匹配点,实现下行波长的动态可调。在0.8THz‑1.2THz,本实用新型所述磁光波长选择开关,能够实现单波下行连续可调选择。耦合长度小于16cm,吸收损耗小于0.02dB。

    一种基于等差分层微结构的太赫兹高双折射光子晶体光纤

    公开(公告)号:CN211043721U

    公开(公告)日:2020-07-17

    申请号:CN201921490835.4

    申请日:2019-09-09

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本实用新型提供了一种通过微结构纤芯的等差分层设计,构建的太赫兹超高双折射光子晶体光纤。本实用新型采用以聚合物材料为基底的折射率引导型光子晶体光纤,光纤包层由三角晶格排列的圆形空气孔组成,纤芯微结构由三角晶格排列的椭圆空气孔组成,椭圆空气孔的尺寸采用等差分层设计,椭圆短轴长度随层数增加而增大。采用本实用新型所述方法设计的太赫兹光纤,模式双折射能够显著提高。在入射光频率为0.9THz时,光纤的模式双折射最大,达到4.07×10-2。相比于晶格结构完全相同,纤芯微结构尺寸一致的光子晶体光纤,当入射光频率为0.5-1.5THz时,光纤的模式双折射约提高3倍。对于通信、传感、测量等领域偏振器件的应用,本实用新型能够起到优化设计,显著提高器件性能的作用。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

    分层微结构多孔光纤太赫兹低损耗波导

    公开(公告)号:CN212181075U

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN202020030746.8

    申请日:2020-01-08

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本实用新型提供了一种基于等差分层微结构多孔光纤的太赫兹低损耗波导。基底材料采用环烯烃类聚合物TOPAS,光纤横截面由三角晶格排列、半径满足差分层条件的亚波长圆形空气孔阵列组成。研究表明,当工作频率大于1.15THz时,归一化吸收损耗低于多孔度相等的均匀微结构多孔光纤,同时基模在空气包层中的能量分数降低了近70%,从而能够有效降低外界环境的干扰。本实用新型所述光纤能够显著改善均匀微结构多孔光纤在高频模场劣化、传输带宽有限、易受环境干扰等方面的不足。对于太赫兹波段宽带、低损耗波导和功能器件的应用具有重要意义。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

    太赫兹微结构双芯光纤超灵敏微流体传感器

    公开(公告)号:CN211602925U

    公开(公告)日:2020-09-29

    申请号:CN201921626226.7

    申请日:2019-09-27

    Applicant: 南开大学

    Abstract: 本实用新型提供了一种太赫兹微结构双芯光纤超灵敏微流体传感器,其基本结构由涂覆层、包层和左右两纤芯组成,其特征是左芯为输入端口,右芯为输出端口,光纤横截面结构为在基底材料中设计若干空气孔,其中包层由大小一致的圆形空气孔组成,在左芯中设计满足等差分层条件的亚波长微空气孔阵列,右芯内填充待测微流体。本实用新型利用太赫兹波的宽带特性和双芯光纤的模耦合效应,构建了一个宽带、超灵敏的微流体折射率传感器。在生物、化学、医药等对传感和测量有高精度要求的领域,有广阔的应用前景。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

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