太赫兹波段的吸收、衍射和自由空间路径损耗模型(IJEM-V10-N1-5)

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太赫兹电磁波大气吸收衰减逐线积分计算

太赫兹电磁波大气吸收衰减逐线积分计算
关 键 词 : 太 赫 兹 ; 大 气 衰 减 ; 逐线 积 分 ; 透 过 率 窗 口 中 图 分 类 号 : TN 0 1 1 . 3 文献标志码 : A d o i : 1 0 . 3 7 8 8 / HP L P B 2 0 1 3 2 5 0 6 . 1 4 4 5
太赫 兹 ( THz ) 波通 常是 指频 率 在 0 . 3 ~1 0 THz 范 围内 的电磁 波 , 处 于科 学技 术发 展 相对 较 好 的微 波毫 米
波 与红外 线光 波 之 间 , 是光 子学 技 术与 电子 学技 术 、 宏 观 与微 观 的过渡 区域 。长期 以来 , 由于 缺 乏有 效 的 THz
波产 生 和检测 技术 , 对 该波 段 的电磁 辐射 性质 了解 非 常有 限 , 因此被 称 为 THz 空 隙 。THz波所 处 的特 殊频 段
大气 对 THz有非 常 明显 的连续 和线 吸收 作用 , 表现 为 衰减 系 数 随频 率缓 慢 上 升 的 同时 呈振 荡 分 布 , 存 在 多 个 吸收 峰 和透射 窗 口。由于 目前 THz 辐射 源功 率还 无法 做 到足 够 大 , 因此 要 实 现 对 流层 中 T Hz 通 信及 雷 达 等 应用 , 掌握 不 同湿度 、 温度、 压强、 组分 条件 下 的 T Hz 频 段大 气窗 口的位置 和宽 度 , 是 发展 利用该 频 谱资 源 的基 础 条 件 。因此 , 各 国学 者对 THz电磁 波 的大气 传播 特性 开 展 了较 多 研究 。但是 , 这 些 工 作 以基 于 时域 光 谱 系 统 的 实验 为主 , 其结 果具 有诸 多 局 限性 。本文 利用 基 于分 子谱 线 数据 的逐 线 积分 方 法 , 从 理论 角 度对 THz大 气 吸 收衰减 进行 了计 算 和分 析 。

微米镍粉在太赫兹波段的Mie散射特性研究

微米镍粉在太赫兹波段的Mie散射特性研究

微米镍粉在太赫兹波段的Mie散射特性研究罗轶;冯修军;黄婉霞;毛茂;张雅鑫【摘要】For studying the shielding effectiveness of micron nickel particlein the THz range,this article based on the Mie scattering theory, the theoretical analysis and numerical calculation of the micron nickel particle's light scattering characteristics in THz range. we obtained the relationship of the optic section with the particle radius and incident wavelength, the scattering intensity with the scattering angle and the size parameter x. The results show that the micron nickel particle's extinction function is main on scattering in THz band. With the increase of radius, extinction section increased at first and then oscillation reduction,finally tends to a constant value. The scattering intensity is concentrated in a small range of scattering angle and the smaller the radius,the lower the scattering intensity.%为研究微米镍粉对太赫兹波的屏蔽效果,本文运用Mie氏散射理论,数值计算了微米镍粉在太赫兹波段的散射特性.研究获得了光学截面与粒子半径和入射波长、散射强度与散射角和粒子尺寸参数x的关系曲线.结果表明,微米镍粉在太赫兹波段的消光作用以散射为主;粒径对镍粉的消光效果有很大影响,可以通过控制粒径来设计具有太赫兹屏蔽效果的材料.随粒径的增大,消光截面先增加再振荡降低最终趋近于一定值;粒径越小散射强度越低且散射光强集中分布在散射角较小的范围内.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2011(041)003【总页数】4页(P302-305)【关键词】太赫兹;Mie散射;光学截面;散射强度;镍粉【作者】罗轶;冯修军;黄婉霞;毛茂;张雅鑫【作者单位】四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064;电子科技大学物理电子学院太赫兹研究中心,四川成都610054【正文语种】中文【中图分类】O436.2太赫兹波是指频率为0.1~10 THz(波长为30μm~3 mm)之间的电磁波,由于其比微波具有更好的方向性、更大的带宽和容量,在通信上具有很好的应用前景[1-2]。

半导体器件的太赫兹技术考核试卷

半导体器件的太赫兹技术考核试卷
9.光电导天线
10.温度、湿度
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. ×
6. √
7. ×
8. √
9. ×
10. √
五、主观题(参考)
1.太赫兹波在半导体材料中的传播特性包括指数衰减、波速变化、散射效应等。这些特性影响太赫兹技术在半导体器件表征中的应用,如通过衰减和散射分析器件内部结构,波速变化可反映材料介电特性。
A.材料检测
B.器件表征
C.质量控制
D.生产过程监测
11.以下哪些因素会影响太赫兹波在半导体器件中的传播?()
A.器件结构
B.材料组成
C.工艺条件
D.所有上述因素
12.以下哪些探测器类型适用于太赫兹波的检测?()
A.硅光电二极管
B.硫化铅探测器
C.钽酸锂探测器
D.肖特基势垒二极管
13.太赫兹波在半导体器件表征中可以提供以下哪些信息?()
11. D
12. ABC
13. ABCD
14. ABCD
15. ABCD
16. ABCD
17. ABC
18. ABC
19. ABCD
20. ABCD
三、填空题
1. 0.1THz到10THz
2.载流子碰撞
3.谱相位
4.硫化铅
5.介电常数
6.光学超快激光泵浦
7.谱衰减
8.材料检测、载流子动力学研究、器件性能评估
A.器件结构分析
B.载流子输运特性
C.器件可靠性
D.器件封装
11.以下哪个因素会影响太赫兹波在半导体材料中的吸收系数?()
A.载流子浓度
B.温度
C.光照强度

弱沙尘环境中太赫兹波的散射与传输特性研究

弱沙尘环境中太赫兹波的散射与传输特性研究
太赫兹波在在大气环境中传输时,来自于水分 子的吸收 是 造 成 信 号 衰 减 的 主 要 原 因[5]。 邓 琥 等 人[6]采用太 赫 兹 时 域 光 谱 技 术,分 析 了 在 不 同 行 程、不同湿度条件下的太赫兹波在水蒸汽中的传输 特性。王玉文、董志伟等人[7]建立了太赫兹波大气 传输衰减模型,并考察了相对湿度对太赫兹波大气 传输衰减 特 性 的 影 响。 崔 海 霞[8]给 出 了 在 太 赫 兹 时域光谱下大气传输的方案设计。除了大气吸收 外,大气气溶胶粒子对太赫兹波的散射和吸收是需 要考虑的另外一个重要因素。特别对于中国广袤的 西北区域,大气环境中包含了沙粒、煤烟粒子、氨化 合物、灰尘、硫化物等多种离散随机介质,其中以沙 尘颗粒居多。当有扬沙、浮尘天气发生时,直径大于 20μm的粒子比清洁大气时要增加 20~30倍,当 发生沙尘暴天气时大粒子所占的比例会更高[9],太 赫兹波的波长范围在 30μm~3mm之间,这与大气 气溶胶中沙尘粒子的尺寸接近,因此考虑太赫兹波 在大气中的传输时就必须考虑沙尘粒子的散射和吸 收造成的消光影响[10]。许文忠等人[10]采用蒙特卡 洛方法对太赫兹在沙尘中的多次散射特性进行了模 拟仿真,得出在低能见度下的能量衰减和衰减随传
Researchofscatteringandpropagationcharacteristic ofterahertzwaveinweaksanddustatmosphere
WANGJiajie1,ZHANGMing1,SHIYiwen2,JIANGTing2,XUQiang1,HANYiping1
沙尘颗粒的复折射率随频率的变化曲线。基于 Mie
散射理论,研究了太赫兹波在浮尘、扬沙等弱沙尘环
境中的散射与传输特性,分析了波长、尺寸参数等因

自由空间路径损耗模型

自由空间路径损耗模型

自由空间路径损耗模型一、引言自由空间路径损耗模型是无线通信领域中常用的一种模型,用于描述无线信号在自由空间中传播过程中的信号损耗情况。

该模型基于电磁波的传播特性和自由空间中的阻抗特性,通过计算距离和频率等参数,可以估计信号在传播过程中的损耗情况。

本文将介绍自由空间路径损耗模型的原理、计算公式以及应用场景。

二、自由空间路径损耗模型的原理自由空间路径损耗模型是基于电磁波在自由空间中传播的特性来建立的。

根据电磁波传播的规律,信号在自由空间中的损耗主要取决于传播距离和频率。

在传播距离相同的情况下,频率越高,损耗越大。

这是因为高频信号的波长较短,更容易受到自由空间中的散射、反射和衰减等因素的影响。

三、自由空间路径损耗模型的计算公式自由空间路径损耗模型的计算公式如下:路径损耗(dB) = 20log10(d) + 20log10(f) - 147.55其中,路径损耗是以分贝(dB)为单位的,表示信号在传播过程中的损耗情况;d是传播距离,单位为米(m);f是信号的频率,单位为赫兹(Hz)。

四、自由空间路径损耗模型的应用场景自由空间路径损耗模型主要应用于无线通信系统的规划和设计中。

通过该模型,可以估计信号在不同距离和频率下的损耗情况,从而确定无线设备的传输距离和功率要求。

在无线通信系统的建设过程中,合理地选择信号的频率和功率,可以有效地提高信号的覆盖范围和质量。

自由空间路径损耗模型还可以应用于无线信号强度的预测和建模。

通过测量不同距离和频率下的信号强度,可以建立信号强度的模型,为无线定位、无线室内覆盖等应用提供参考。

五、总结自由空间路径损耗模型是无线通信领域中常用的一种模型,用于描述无线信号在自由空间中传播过程中的信号损耗情况。

该模型基于电磁波的传播特性和自由空间中的阻抗特性,通过计算距离和频率等参数,可以估计信号在传播过程中的损耗情况。

自由空间路径损耗模型在无线通信系统的规划和设计中起着重要的作用,可以优化无线设备的传输距离和功率要求。

太赫兹场作用下半导体超晶格的动力学过程及光吸收谱研究

太赫兹场作用下半导体超晶格的动力学过程及光吸收谱研究

太赫兹场作用下半导体超晶格的动力学过程及光吸收谱研究李敏;米贤武【期刊名称】《量子电子学报》【年(卷),期】2009(26)4【摘要】基于激子基,采用密度矩阵理论研究了太赫兹场作用下半导体超晶格的子带间动力学过程及光吸收谱。

在太赫兹场的驱动下,激子作布洛赫振荡。

子带间极化的缓慢变化依赖于太赫兹频率,随着太赫兹频率的增加,子带间极化向下振荡,极化强度降低。

以In_(0.52)Al_(0.48)As/InAs和Ga_(0.7)Al_(0.3)As/GaAs两种超晶格为例进行研究,它们的光吸收谱出现了卫星峰结构,这是由于太赫兹场与万尼尔斯塔克阶梯激子作用的非线性效应产生的。

但是就In_(0.52)Al_(0.48)As/InAs与Ga_(0.7)Al_(0.3)As/GaAs超晶格相比而言,研究发现,n<0的激子态与n=0的激子态耦合作用较强,使得光吸收谱吻合性较好,n=0时的激子态吸收光谱出现红移,n>0的激子态光吸收谱中出现的边带效应不是很明显。

【总页数】7页(P482-488)【关键词】光电子学;光吸收谱;密度矩阵理论;半导体超晶格;太赫兹电磁波【作者】李敏;米贤武【作者单位】吉首大学物理科学与信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN301.1;TN362【相关文献】1.太赫兹场作用下的GaAs双量子阱的光吸收分析 [J], 石长柏;彭金璋2.太赫兹场作用下一维超晶格的非线性响应 [J], 韩海强;米贤武3.太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究∗ [J], 王长;曹俊诚4.太赫兹场作用下GaAs量子阱的光吸收研究 [J], 米贤武;曹俊诚5.直流和太拉赫兹交流驱动的半导体超晶格中的相干现象(英文) [J], 刘仁保;朱邦芬因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

基于太赫兹时域光谱技术的金属表面均匀度检测研究

基于太赫兹时域光谱技术的金属表面均匀度检测研究

基于太赫兹时域光谱技术的金属表面均匀度检测研究作者:于淼刘伟王可心吴育衡满润昕来源:《航空科学技术》2021年第02期摘要:为确保金属保护涂层质量和服役状况,需要对金属基材表面预处理情况进行检测。

本文利用反射式太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)针对金属基材表面均匀度展开了研究。

对样品的待测金属表面进行了逐点检测,获得了金属待测表面和基准面间各点的飞行时间差,提取了均匀度表征模型。

绘制了表面均匀度空间分布三维形貌图,获得了表面均匀度空间分布情况,并提出了一种利用标准偏差的方法评价钢材表面均匀度。

研究结果表明,太赫兹时域光谱针对金属表面均匀度的检测精度可达1μm,对节约涂料和避免涂层过早失效有重要意义。

关键词:太赫兹时域光谱;无损检测;飞行时间;金属表面均匀度;三维形貌图中图分类号:O433.4文献标识码:ADOI:10.19452/j.issn1007-5453.2021.02.011基金项目:航空科学基金(20173434004)涂层处理技术广泛应用于航空航天、石油冶炼、医疗卫生等领域,使防护金属材料免受高温失效和腐蚀侵害等恶劣服役条件的影响,改善使用性能,增加服役寿命[1-4]。

研究人员对涂层材料和涂覆工艺进行了大量的研究和严密的检测,而忽视了涂覆前金属基材表面条件对复合材料的质量的影响。

涂覆系统的抗腐蚀防护能力与服役寿命,很大程度上取决于金属基材在涂覆前的表面預处理情况。

长期应用证明[5],70%的提早失效现象,是由于金属基材表面条件达不到涂覆标准所导致的。

金属结构的表面预处理效果对涂料用量、涂层的附着情况、涂层的力学性能及孔隙率等方面有着直接的影响。

分析金属基材表面均匀度,是涂覆前的必要环节,且对节约涂料和避免涂层过早失效有重要的意义。

目前,国内外比较成熟的表面均匀度测量评估方法主要分为两类:(1)接触式指针探头扫描法[6];(2)非接触式光学测量法[7]。

接触式指针探头扫描法具有操作简便、成本低等优势,通过在试件表面机械式移动微小的探针来测量每个点的高度。

混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计

混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计

doi:10.3969/j.issn.1003-3114.2024.01.017引用格式:赵笑洁,郝万明,王芳,等.混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计[J].无线电通信技术,2024,50(1):143-151.[ZHAOXiaojie,HAOWanming,WANGFang,etal.BeamSplitAnalysisandPrecodingDesignforHybridFar andNear fieldTerahertzCommunications[J].RadioCommunicationsTechnology,2024,50(1):143-151.]混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计赵笑洁1,郝万明1,王 芳1,杨守义1,黄崇文2(1.郑州大学电气与信息工程学院,河南郑州450001;2.浙江大学信息与电子工程学院,浙江杭州310027)摘 要:为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。

讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基于远近场的混合预编码算法,对所提算法和传统的混合预编码算法进行了仿真。

仿真结果表明,所提算法在性能上优于传统算法,可以有效缓解混合远近场中的波束色散。

关键词:远场;近场;混合远近场;混合预编码;波束色散中图分类号:TN820.1;TN928 文献标志码:A 开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3114(2024)01-0143-09BeamSplitAnalysisandPrecodingDesignforHybridFar andNear fieldTerahertzCommunicationsZHAOXiaojie1,HAOWanming1,WANGFang1,YANGShouyi1,HUANGChongwen2(1.SchoolofElectricalandInformationEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China;2.CollegeofInformationScienceandElectronicEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China)Abstract:Tosolvethebeamsplitproblemintraditionalhybridprecodingarchitectureforbroadbandterahertzcommunication,timedelayersareintroducedintothisarchitectureandtheperformanceofhybridprecodingarchitecturebasedontimedelayersisstudied.Specifically,theissueofbeamsplitinmixedfar andnear fieldterahertzcommunicationisfirstdiscussed.Next,ahybridprecodingarchitectureanditsperformanceareanalyzedafterintroducingtimedelayers.Then,ahybridprecodingalgorithmbasedonfar andnear fieldisproposed.Finally,simulationsareconductedontheproposedalgorithmandtraditionalhybridprecodingalgorithm.Simulationresultsshowthattheproposedalgorithmoutperformstraditionalalgorithmsintermsofperformance,soitcaneffectivelyalleviatebeamspliteffectinmixedfar andnear field.Keywords:far field;near field;mixedfar andnear field;hybridprecoding;beamsplit收稿日期:2023-10-250 引言电磁辐射场可以分为远场和近场区域,远场和近场之间的边界通常通过瑞利距离定义[1],瑞利距离与阵列孔径的平方成正比,与波长成反比。

基于石墨烯材料的太赫兹波段频率可重构天线

基于石墨烯材料的太赫兹波段频率可重构天线

为反射面,通过调节偏置电压,改变石墨烯的化学势,进而
调控其阻抗状态。由石墨烯的表面阻抗 Zs=1/σs可知,石 墨烯的化学势 μc越大,表面阻抗越低,石墨烯贴片本身特 性就越接近于金属特性,以此来影响金属 +石墨烯寄生偶
极子的有效长度,实现天线的可调谐性能,天线的几何模型
如图 6所示。
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#+,-
0 引 言 太赫兹(terahertz,THz)频段范围为 0.1~10THz,在红
外和微波频段之间占据相当大的电磁频谱。在过去的十年 中,太赫兹波由于其独特的性能而引起了越来越多的关注, 与微毫米波相比,太赫兹波传输速率快、容量大,具有较宽 的瞬时带宽,波束更窄,方向性更好,波长更短,太赫兹器件 可以做得更小更紧凑。太赫兹研究在太赫兹成像、天文学 检测、遥感、太 赫 兹 雷 达 和 无 损 检 测 等 各 个 领 域 都 至 关 重 要。
70 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2021年 第 40卷 第 7期 DOI:10.13873/J.1000—9787(2021)07—0070—04
基于石墨烯材料的太赫兹波段频率可重构天线
李佳宁,李春树,刘 煜,李泽丕
用。此外,石墨烯具有许多独特的电磁、热、机械和光学性 能,如 热 导 率 为 5000W · m-1· K-1,是 铜 的 热 导 率 (401W·m-1·K-1)的 10倍多,载流子迁移率在室温下最
高可达到 200000cm2V-1s-1,杨氏模量为 1.5TPa[6]以及其
在太赫 兹 波 段 支 持 TM 表 面 等 离 子 体 激 元 (SPP)的 能 力[7],为无线纳米系统中的器件小型化和集成化提供了可

太赫兹天线(二)

太赫兹天线(二)

DCWTechnology Lecture技术讲座1数字通信世界2024.04上一讲所介绍的传统型天线,仍不能完全满足未来6G 等对利用太赫兹通信电路的要求,例如,平面电路广泛采用的微带贴片天线,天线效率较低,每个单元增益仅一至数分贝,甚至为负值,相对带宽(通频带上下限频率差与中心频率之比)仅百分之一左右,天线效率也欠佳,此外,在天线的可重构(工作频率、多波束、波束扫描等)方面也难以提供更多、更大的灵活性。

光电导天线是利用光致电导效应,用一束光脉冲或两束不同频率的连续波激光作用于光电器件,将光转换为太赫兹频率的电磁波,既可作为太赫兹源,又可作为辐射太赫兹波的天线,并因其具有高强度、高辐射效率和宽带响应性能而成为太赫兹技术生要的组成部分。

此外,利用太赫兹工作波长极短的特点,以及相应出现的亚波长技术,即电路尺寸远小于太赫兹波长的技术,可进一步制作出芯片上天线,更好地实现与其他射频电路集成。

但芯片天线也面临若干技术的挑战。

石墨烯等新材料的出现和超材料、超平面和衬底集成波导的理论与技术的成果,为太赫兹天线集成芯片化开辟了新的有效的途径。

1 光电导天线(PhotoconductiveAntenna,PCA)[1]-[7]1.1 基本原理与构成太赫兹波光电导天线(PCA )原理如图1所示。

通常是在由III-V 族化合物加工而得到的半绝缘高电阻Si-GaAs 做的衬底上,外延生长出一层GaAs 半导体薄膜。

在此薄膜上沉积出金属电极,并加上偏置电压;二电极间接一偶极子,将波长为800 nm 或1 100~1 550 nm的激光用飞秒(1 ps 或更高)脉冲调制后,照射偶极子间隙处的半导体薄膜,激光光子被半导体薄膜材料吸收,当光子能量大于半导体导带与价带之间的能带带隙时,便将载流子(电子)从价带激发到导带,而价带出现空穴,形成空穴-电子对,成为自由载流子,然后它们被偏置产生的电场加速,载流子电荷的运动便是电流,称为光生电流,简称光电流。

太赫兹场作用下的GaAs双量子阱的光吸收分析

太赫兹场作用下的GaAs双量子阱的光吸收分析
量 子 阱 的 海 森 堡 运 动 方 程 为
h 一 一 ( + £ 一 h £ ) ( )+ ( ( ) e 嚣 ( 户 , £ £ + M( )一 1 ∞ £ )
R , k
( )+ £ () 1
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其中:
( 一dE t a £ 。 ) +∑ (一q ; ) t3 ( )
为电子( 空穴) 分布函 在本文中满足费米一狄拉克分布嘲. 数. 解运
动 方 程 得 到 量 子 阱 的 带 间极 化值 户 £, () 由麦 克斯 韦波 动方 程 , 子 阱 的 光 吸 收 谱 可 以 通 过 带 间 极 化 值 求 出 : 量
关 键 词 : 吸 收谱 ; 子 阱 ; 赫 兹 光 量 太
中 图分 类 号 : 4 1 3 0 7 +. , N2 9 O 7. , 4 2 3 T 1
文献标志码 : A
现代光通信器件 , 如光 开关 、 制 器 及 波 分 复 用 器 , 求 对 高 频 辐 照 下 的半 导 体 的光 吸 收 有 一 个 透 彻 的 了解 . 近 , 太 调 要 最 强 赫兹 ( THz场 作 用 下 量 子 阱 的带 边 吸 收谱 , 起 了 人们 广 泛 兴趣 ] 当量 子 阱 受 到 强 太 赫 兹 及 超 快 脉 冲 辐 照 时 , 现 出 许 ) 引 . 表 多有趣的非线性效应 , 交流斯搭克效应 、 如 弗伦 兹 一 凯 尔迪 什 效应 等. 于 这 些 现 象 , 对 目前 已有 许 多 理 论 进 行 了 研 究 6, _ 研 究结果表 明, 量子 阱在 外 电场 作 用 下 , 现 出 量 子 约 束斯 搭 克 效应 , 而 导 致 带 边 吸 收 峰 出现 红 移 , 表 从 并产 生 边 带 . 笔 者 主 要 研 究 直 流 及 太 赫 兹 场 作 用 下 的 G As 子 阱 的光 吸 收 谱 . 先 计 算 了 只 有 直 流 偏 压 下 的 光 吸 收 谱 , 计 算 了 a 量 首 再 在直流偏压下 , THz 度 变 化 对 光 吸 收 谱 的 影 响 . 算 结 果 表 明 : 论 是 直 流 还 是 THz , 使 吸 收 谱 出 现 约 束 斯 搭 克 效 强 计 无 场 都 应; 当量 子 阱受 到 THz 作 用 时 , 隙边 激 子 峰 出 现恶 歇分 裂 . 场 带

可调太赫兹超材料吸波结构设计与仿真

可调太赫兹超材料吸波结构设计与仿真
(2) Based on the new modulation method, two kinds of metamaterials are designed in this paper. They are symmetric rectangular strip structure and symmetric open ring structure. These two kinds of structures are simulated by using parametric scanning in COMSOL to get optimized structure design. Their equivalent circuit models are obtained according to the field distribution, and the relationship between the resonance frequency and the geometric parameters is studied. Finally, the frequency tuning is analyzed.
关键词:太赫兹波,超材料吸波器,频率调控
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
Metamaterial is a new kind of composite material with periodic structure. Due to the fact that its equivalent permittivity and permeability can be designed, it shows the surprising electromagnetic properties and has been widely concerned by researchers. In lack of effective terahertz wave sources and detectors, the research on terahertz wave lags behind the other bands and it was known as the terahertz gap. The metamaterial is designed to be able to respond to terahertz waves. Therefore, the study of metamaterials plays an important role in the research on terahertz wave.

太赫兹大气衰减-概述说明以及解释

太赫兹大气衰减-概述说明以及解释

太赫兹大气衰减-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:太赫兹波段作为电磁波谱中的一个重要频段,具有巨大的潜力和应用前景。

然而,由于地球大气对太赫兹波段的很高吸收和散射,导致太赫兹信号在传输过程中受到严重的衰减。

大气衰减是制约太赫兹技术应用的一个关键问题,也是当前太赫兹研究面临的挑战之一。

本文将系统探讨太赫兹大气衰减的机制、影响以及应对措施,旨在深入了解太赫兹波段的特性,为克服大气衰减问题提供理论基础和实践指导。

1.2 文章结构文章结构部分应包括关于整篇文章的组织安排和主要内容提要。

在这篇关于太赫兹大气衰减的文章中,文章结构可以简要描述如下:本文分为三个主要部分:引言、正文和结论。

引言部分将首先概述太赫兹波段和大气衰减的背景以及重要性。

接着介绍文章的结构,即本文将主要讨论太赫兹大气衰减的影响,大气对太赫兹波段的影响以及大气衰减的机制。

正文部分将具体分为三个小节:太赫兹波段介绍、大气对太赫兹波段的影响以及大气衰减机制。

每个小节将详细解释这些内容,并提供相关的实例和研究结果来支持论点。

结论部分将总结太赫兹大气衰减的影响,讨论如何应对太赫兹大气衰减的措施,并展望未来研究方向。

这部分将对整篇文章的主要内容进行概括和总结,为读者提供对太赫兹大气衰减问题的深入思考和启发。

通过清晰地展示文章的结构,读者可以更容易地理解整篇文章的主要内容和论点,增强文章的逻辑性和连贯性,提高读者对文章的阅读和理解。

1.3 目的本文的主要目的是探讨太赫兹波段在大气中的衰减现象。

通过深入分析太赫兹波段的特性和大气对其影响的原因,我们希望能够更好地了解大气衰减对太赫兹通信和传感应用的影响。

同时,我们将介绍目前针对太赫兹大气衰减问题的解决方案和未来的研究方向,以期为太赫兹技术的发展提供有益的参考和启示。

通过本文的研究,我们希望能够为太赫兹技术在通信、生物医学、安全检测等领域的应用提供更好的支持和指导。

2.正文2.1 太赫兹波段介绍太赫兹波段位于微波和红外之间,波长范围从0.1毫米到1毫米,对应频率范围从300 GHz到3 THz。

InGaAs

InGaAs

第 21 卷 第 12 期2023 年 12 月Vol.21,No.12Dec.,2023太赫兹科学与电子信息学报Journal of Terahertz Science and Electronic Information TechnologyInGaAs/InAlAs光电导太赫兹发射天线的制备与表征陈益航1,杨延召2,张桂铭2,徐建星1,苏向斌1,王天放1,余红光1,石建美1,吴斌2,杨成奥1,张宇1,徐应强1,倪海桥1,牛智川1(1.中国科学院半导体研究所,北京100083;2.中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东青岛266555)摘要:光电导天线作为太赫兹时域光谱仪产生与探测太赫兹辐射的关键部件,具有重要的科研与工业价值。

本文采用分子束外延(MBE)方法制备InGaAs/InAlAs超晶格作为1 550 nm光电导天线的光吸收材料,使用原子力显微镜、光致发光、高分辨X射线衍射等方式验证了材料的高生长质量;通过优化制备条件得到了侧面平整的台面结构光电导天线。

制备的光电导太赫兹发射天线在太赫兹时域光谱系统中实现了4.5 THz的频谱宽度,动态范围为45 dB。

关键词:太赫兹时域光谱仪;光电导天线;分子束外延;InGaAs/InAlAs超晶格中图分类号:TN405.98+.4文献标志码:A doi:10.11805/TKYDA2022204Fabrication and characterization of InGaAs/InAlAs photoconductiveterahertz transmitting antennaCHEN Yihang1,YANG Yanzhao2,ZHANG Guiming2,XU Jianxing1,SU Xiangbin1,WANG Tianfang1,YU Hongguang1,SHI Jianmei1,WU Bin2,YANG Cheng'ao1,ZHANG Yu1,XU Yingqiang1,NI Haiqiao1,NIU Zhichuan1(1.Institute of Semiconductors,Chinese Academy of Science,Beijing 100083,China;2.The 41st Institute of China Electronic Technology Group Corporation,Qingdao Shandong 266555,China)AbstractAbstract::Photoconductive antennas are of great scientific and industrial value as the key components for generating and detecting terahertz radiation in terahertz time-domain spectrometers. Inthis paper, Molecular Beam Epitaxy(MBE) is utilized to prepare InGaAs/InAlAs superlattices as light-absorbing materials for 1 550 nm photoconductive antennas. The high growth quality of the materials isverified by Atomic Force Microscopy(AFM), Photoluminescence(PL), and high-resolution X-raydiffraction. The mesa-structured photoconductive antenna with flat sides is obtained by optimizing thepreparation conditions. The fabricated photoconductive terahertz transmitting antenna achieves aspectral width of 4.5 THz in a terahertz time-domain spectroscopy system with a dynamic range of 45 dB.KeywordsKeywords::terahertz time-domain spectrometer;photoconductive antenna;Molecular Beam Epitaxy;InGaAs/InAlAs superlattices太赫兹时域光谱基于超短太赫兹脉冲的相干时间分辨探测原理工作,是重要的材料分析检测技术,也是开展太赫兹频段科学研究的关键平台[1]。

太赫兹时域光谱技术_孟田华

太赫兹时域光谱技术_孟田华

解 决 [6].
反射式 THz- TDS 系统在实验技术上要求比较
高.这是因为扫描参考信号时, 样品架的位置应该
放上与样品的表面结构基本一样的金属反射镜,
而且要求反射镜的位置和样品的位置严格复位.这
就加大了样品、样品架及用作参考的金属反射镜
的制作难度.它的参数提取方法与透射式系统相比
也 有 共 通 之 处 [7,8].
THz- TDS 系统可分为 透 射 式 、反 射 式 、差 分 式、椭偏式等, 其中最常见的为透射式和反射式 THz- TDS 系统.典型的 THz- TDS 系统如图 2 所示, 它主要由飞秒激光器、太赫兹辐射产生装置及相 应的探测装置, 以及时间延迟控制系统和数据采 集与信号处理系统组成.目前, 在 THz- TDS 技术中 常用来产生太赫兹脉冲的方法主要有 3 种: 光导 天线、半导体表面辐射和光整流, 而相应的 探 测 方 法也主要有 3 种: 热辐射计、光导开关和电光取样.
第 23 卷第 3 期 2007 年 12 月
山 西 大 同 大 学 学 报(自 然 科 学 版 ) Journal of Shanxi Datong University(Natural Science)
Vol.23.No.3 Dec.2007
太赫兹时域光谱技术
孟田华 1, 2, 赵国忠* 1 ( 1.首都师范大学物理系, 北京 100037;2.山西大同大学物理与电子科学学院, 山西大同 037009)
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孟田华等: 太赫兹时域光谱技术
2007 年
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太赫兹波文献综述

太赫兹波文献综述

太赫兹波技术摘要:太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完令认识和利用的电磁辐射区域,它在成像、医学诊断、信息通信、空问、天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。

本文从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、臆用领域,阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法,并简单讨论了太赫兹技术的发展前景:被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术,将会在未来的数年问逐渐成熟并得到广泛的应用。

引言太赫兹渡(又称THz波、T射线)通常足指频率在0.1 —10THZ范围内的电磁辐射,在电磁波谱上位于微波和红外线之间。

THz频段是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的最后一个电磁辐射区域。

许多年来,由于缺乏切实可行的THz 波产生方法和检测手段,人们对THz波段的特性知之甚少,以致于该波段被称为电磁波谱中的“ THZ空隙”。

正文1太赫兹波的独特性质太赫兹波的频率范围处于电子学与光子学的交叉蔓域。

在长波方向,它与毫米波有重叠;在短波方向,它与红外线有重叠。

在频域上,太赫兹处于宏观经典理论向微观量子理沦的过渡区。

①THz脉冲的典型脉宽在亚皮秒量级,不但可以方便地对各种材料(包括液体、半导体、超导体、生物样品等)进行亚皮秒、飞秒时间分辨的瞬态光谱研究,而日.通过取样测量技术,能够有效地抑制背景辐射噪音的干扰,得到具有很高信噪比(大于)太赫兹电磁波时域谱,并且具有对黑体辐射或者热背景不敏感的优点;②THz脉冲通常只包含若干个周期的电磁振荡,单个脉冲的频带可以覆盖从GHz 至几十THz的范围,便于在大范围里分析物质的光谱性质;③THz波的光子能量较低,1' r比频率处的光子能量大约只有4 nlV,比x射线的光子能量弱10 7〜108倍。

因此THz波不会对生物组织产生导致电离和破坏的有害光,特别适合于对生物组织进行活体检查”“I。

THz光子能量约为可见光,用THz 做信息载体比用可见光和近巾红外光能量效率高得多;④THz波是具有量子特性的电磁波,具有类似微波的穿透能力,同时又具有类似光波的方向性。

光纤通信顾畹仪课后题答案《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)

光纤通信顾畹仪课后题答案《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)

光纤通信顾畹仪课后题答案《光纤通信》试卷题及答案(最全最经典)2007-2008年度教学质量综合评估测验试卷《光纤通信》试题注:1、开课学院:通信与信息工程学院。

命题组:通信工程教研组·张延锋2、考试时间:90分钟。

试卷满分:100分。

3、请考生用黑色或蓝色中性笔作答,考试前提前带好必要物件(含计算器)。

4、所有答案请写于相应答题纸的相应位置上,考试结束后请将试卷与答题纸一并上交。

总分一二三四五六七八九十100 20 18 30 20 12 试题如下:一、选择题(每小题仅有一个选项是符合题意要求的,共10小题,每小题2分,共20分)1、表示光纤色散程度的物理量是 A.时延 B.相位差C.时延差 D.速度差2、随着激光器使用时间的增长,其阈值电流会 A.逐渐减少 B.保持不变 C.逐渐增大 D.先逐渐增大,后逐渐减少3、当平面波的入射角变化时,在薄膜波导中可产生的三种不同的波型是 A.TEM波、TE波和TM B.导波、TE波和TM波C.导波、衬底辐射模和敷层辐射模D.TEM波、导波和TM波4、平方律型折射指数分布光纤中总的模数量等于A. B. C. D. 5、光接收机中将升余弦频谱脉冲信号恢复为“0”和“1”码信号的模块为 A. 均衡器B. 判决器和时钟恢复电路 C. 放大器D. 光电检测器6、在光纤通信系统中,EDFA以何种应用形式可以显著提高光接收机的灵敏度 A.作前置放大器使用 B.作后置放大器使用 C.作功率放大器使用 D.作光中继器使用7、EDFA中用于降低放大器噪声的器件是A.光耦合器B.波分复用器C.光滤波器D.光衰减器8、关于PIN和APD的偏置电压表述,正确的是A.均为正向偏置B.均为反向偏置C.前者正偏,后者反偏 D.前者反偏,后者正偏9、下列哪项技术是提高每个信道上传输信息容量的一个有效的途径? A.光纤孤子(Soliton)通信 B. DWDM C. OTDM D. OFDM 10、光纤数字通信系统中不能传输HDB3码的原因是 A.光源不能产生负信号光 B.将出现长连“1”或长连“0” C.编码器太复杂 D.码率冗余度太大二、填空题(本题共三部分,每部分6分,共18分)(一)、基本概念及基本理论填空(每空1分,共4小题6小空,共6分)11、以色散为基,对于单模光纤来说,主要是材料色散和,而对于多模光纤来说,占主要地位。

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* Corresponding author. E-mail address:
Absorption, Diffraction and Free Space Path Losses Modeling for the Terahertz Band
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1. Introduction
Machine-type communications such as the Virtual reality applications, Internet of Things, Internet of Everything, vehicles Ado networks, Artificial intelligence, etc are expected to play an important role in the future wireless networks [1,2]. Especially in industry requiring automation, communication, safety for increased productivity. Edholm notes, is that we may someday see the end of wire line [3] and Moore's law is the observation that the number of transistors in a dense integrated circuit doubles about every two year [4]. This implies bandwidth scarcity in future due to the escalating rate of interconnected devices. Also, the current long term evolution advance (LTE/LTE-A) cellular networks cannot handle such gigantic connections since user terminals at the cell boundary experience very high interference, and therefore perform badly [5]. Furthermore, orthodox cellular systems are designed mainly for human users [1]. The use of a wide range of spectrum in the forth coming fifth generation (5G) communication network including the millimeter wave (MmWave) with its ability to provide large bandwidth from hundreds of MHz to several GHz range is able to offer much more bandwidth and connectivity than the traditional microwave communication below the 6GHz band [2]. Although the data rate provided by mmWave band can attain several Gbps, it is still not adequate to meet the requirement of the increasing data traffics in future wireless communications such as the future wireless local area networks (WLAN) and the wireless personal area networks (WPAN) systems with data rate of 10X Gbps [6]. Also, the least data rate of virtual reality (VR) devices is in the range of 10 Gbps while the data rate of uncompressed ultra-high-definition videos and 3D videos will reach 24 Gbps and 100 Gbps, respectively [6] leading to the need for an urgent research for much higher frequency resources.
a Computer engineering department Nile University Nigeria b Covenant university
c Petroleum and Gas Engineering Department ,Electrical and Computer engineering Nuhu Bamalli Poly Zaria
Fig.1. THz as shown in Fig 1, also called sub-millimeter band covers the frequency range between 100 GHz and 10 THz and has a corresponding wavelengths between 3 mm and 30 µm [7,8]. This spectrum is the next frontier for high-bandwidth wireless communications because of its potential to provide up to Terabits per second (Tbps) link speed and to satisfy beyond fifth generation (5G) communication requirements such as high throughput and low latency. As such there is a strong interest from both academic and industrial sectors to develop efficient THz communication systems and related components [4]. THz band communication attracts such a great deal of attention due to its ability to achieve innovative applications for diverse scenarios, which has the ability to support the much higher speed data rates from tens of Gbps to several Tbps than mmWave band communication. Compared with wireless optical communication, the THz communication system is sensitive to the atmospheric effects in outdoor wireless communications. As for indoor wireless communications, it is much easier for THz frequency band to track the beam than optical frequency band, which will enormously affect the mobility of the wireless communication systems. Beyond that, there is another advantage that THz communication systems have the capability of utilizing the reflection paths to enhance the link gains in indoor applications [6]. As discussed above, a deeper research on THz communications is essential in the near future. THz communication indoor scenarios usually have many wireless blockers like furniture, hospital equipments, kitchen and other domestic apparatus. In other to design
Received: 24 September 2019; Accepted: 15 October 2019; Published: 08 February 2020
Abstract With the explosive increase in the data traffic of wireless communication systems and the scarcity of spectrum, terahertz (THz) frequency band is predicted as a hopeful contender to shore up ultra- broadband for the forthcoming beyond fifth generation (5G) communication system. THz frequency band is a bridge between millimeter wave (mmWave) and optical frequency bands. The contribution of this paper is to carry out an in-depth study of the THz channel impairments using mathematical models to evaluate the requirements for designing indoor THz communication systems at 300GHz. Atmospheric absorption loss, diffraction loss and free space path loss were investigated and modeled. Finally, we discuss several potential application scenarios of THz and the essential technical challenges that will be encountered in the future THz communications. Finally, the article finds that propagating in the THz spectrum is strongly dependent on antenna gain. Index Terms: Terahertz, Absorption loss, Diffraction loss, free path loss, Channel Model. © 2020 Published by MECS Publisher. Selection and/or peer review under responsibility of the Research Association of Mode rn Education and Computer Science
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