渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析

王凯; 张惠芳; 曹清

doi:10.3788/IRLA201948.0203003

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渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析

王凯, 张惠芳, 曹清

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王凯, 张惠芳, 曹清. 渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203003-0203003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

引用本文:

王凯, 张惠芳, 曹清. 渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203003-0203003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

Wang Kai, Zhang Huifang, Cao Qing. Theoretical analysis on tapered terahertz elliptical-hyperbolic connector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 203003-0203003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

Citation:

Wang Kai, Zhang Huifang, Cao Qing. Theoretical analysis on tapered terahertz elliptical-hyperbolic connector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(2): 203003-0203003(5). doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

1.
上海大学物理系,上海 200444

基金项目:

国家自然科学基金（61275103）

详细信息

作者简介:
王凯(1989-),男,博士生,主要从事太赫兹波导传输与耦合方面的研究。Email:wkbenpao@shu.edu.cn

通讯作者: 张惠芳(1967-),女,副研究员,博士,主要从事表面等离激元、超材料、量子光学等方面的研究。Email:hfzhang1967@shu.edu.cn

中图分类号: O441.1

Theoretical analysis on tapered terahertz elliptical-hyperbolic connector

1.
Department of Physics,Shanghai University,Shanghai 200444,China

摘要: 为了实现太赫兹高斯光束与双曲线形金属波导的高效耦合，设计了一个渐变的椭圆-双曲线形金属波导连接器。此波导连接器的输入端是矩形的，输出端是椭圆-双曲线形的。在渐变的过程中，矩形金属波导的TE01模逐渐转变成双曲线形金属波导的椭圆偏振模。根据WKB近似，这个缓慢渐变的波导消除了反射和散射，TE01模和椭圆偏振模的耦合效率可以高达94%。最终，经过这个渐变连接器，高斯光束和双曲线形金属波导的耦合效率可以提高到69.1%。
- 连接器 /
- 波导 /
- 远红外或太赫兹 /
- 金属光学
Abstract: In order to couple a terahertz Gaussian beam into a hyperbolic metal waveguide(HMWG), a tapered elliptical-hyperbolic metal waveguide(TEHMWG) was proposed as a connector. The input of the TEHMWG was rectangular, and the output was elliptical-hyperbolic. In the tapered process, the TE01 mode of rectangular metal waveguide was gradually transformed into the elliptical polarized mode of hyperbolic metal waveguide. According to WKB approximation, the slowly tapered waveguide eliminated the reflection and scattering. The coupling efficiency between the TE01 mode and the elliptical polarized mode was 94%. Through this connector, the coupling efficiency between a Gaussian beam and HMWG was improved to 69.1%.
- connector /
- waveguides /
- far infrared or terahertz /
- metal optics

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渐变太赫兹椭圆-双曲线形连接器的理论分析

doi: 10.3788/IRLA201948.0203003

1. 上海大学物理系,上海 200444

作者简介:
王凯(1989-),男,博士生,主要从事太赫兹波导传输与耦合方面的研究。Email:wkbenpao@shu.edu.cn

通讯作者: 张惠芳(1967-),女,副研究员,博士,主要从事表面等离激元、超材料、量子光学等方面的研究。Email:hfzhang1967@shu.edu.cn

收稿日期: 2018-09-05
修回日期: 2018-10-03
刊出日期: 2019-02-25

基金项目:

国家自然科学基金（61275103）

中图分类号: O441.1

关键词:

摘要: 为了实现太赫兹高斯光束与双曲线形金属波导的高效耦合，设计了一个渐变的椭圆-双曲线形金属波导连接器。此波导连接器的输入端是矩形的，输出端是椭圆-双曲线形的。在渐变的过程中，矩形金属波导的TE01模逐渐转变成双曲线形金属波导的椭圆偏振模。根据WKB近似，这个缓慢渐变的波导消除了反射和散射，TE01模和椭圆偏振模的耦合效率可以高达94%。最终，经过这个渐变连接器，高斯光束和双曲线形金属波导的耦合效率可以提高到69.1%。