闫忠宝 孙帅 张帅 张尧 史伟 盛泉史朝督 张钧翔 张贵忠 姚建铨

(天津大学精密仪器与光电子工程学院, 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072)

利用有限元分析软件COMSOL模拟包层管内壁涂敷有二氧化钒的太赫兹反谐振光纤, 研究二氧化钒的相变对反谐振光纤传输特性的影响.研究表明, 在太赫兹波段, 二氧化钒的相变会促使反谐振光纤的反谐振周期发生极大的改变, 在此过程中, 光纤包层管对入射光束的作用效果由反谐振状态变为谐振状态, 在不改变反谐振光纤结构的情况下, 仅通过控制二氧化钒的相变即可实现对反谐振光纤纤芯中太赫兹波的有效调控.二氧化钒相变对反谐振光纤的这种调控效果在太赫兹调控器件领域有很广泛的应用前景, 基于涂敷二氧化钒的反谐振光纤, 本文提出一种太赫兹光开关及一种偏振调控器.其中, 在波长为120 µm处, 光开关处于不同状态时对应的光纤损耗分别为0.5 dB/m与110 dB/m, 并且通过激励光源诱导二氧化钒发生快速相变,有望实现快速光开关.在偏振调控器中, 可以对反谐振光纤纤芯中太赫兹波的偏振状态以及偏振方向进行控制, 偏振状态下光纤的双折射系数大于1.4 × 10-4.

1 引 言

太赫兹(terahertz, THz)波是频率为0.1-10 THz的电磁波, 波长范围为30-3000 µm, THz波在电磁波谱中处于微波与红外光之间, 具有良好的光子学和电子学特性.THz波对非极性材料具有较高的穿透性、较低的光子能量[1], 因此在医疗[2]、无损检测[3]等领域有很重要的……