Распространение терагерцовых импульсов в капиллярных волноводах с металлизированной границей
Сотский А.Б., Шилов А.В., Сотская Л.И.

 

Могилевский государственный университет им. А.А. Кулешова, Могилёв, Белоруссия,
Белорусско-Российский университет, Могилёв, Белоруссия

Аннотация:
Получены соотношения, позволяющие рассчитать поле широкополосного терагерцового импульса в капиллярных волноводах с полой сердцевиной и металлизированной внешней границей. С позиций максимизации коэффициента передачи энергии импульса и терагерцовой спектроскопии воздуха во временной области исследованы волноводы двух типов: полые волноводы с металлизированной границей и волноводы, полая сердцевина которых отделена от металла диэлектрическим слоем. Показано, что эффективность волноводов второго типа выше благодаря квазиодномодовому режиму работы.

Ключевые слова:
терагерцовый импульс, терагерцовая спектроскопия, волновод с полой сердцевиной.

Цитирование:
Сотский, А.Б. Распространение терагерцовых импульсов в капиллярных волноводах с металлизированной границей / А.Б. Сотский, А.В. Шилов, Л.И. Сотская // Компьютерная оптика. – 2017 – Т.41, №6. – С.803-811. – DOI: 10.18287/2412-6179-2017-41-6-803-811.

Литература:

  1. Atakaramians, Sh. Terahertz dielectric waveguides / Sh. Atakaramians, Sh.V. Afshar, T.M. Monro, D. Abbott // Advances in Optics and Photonics. – 2013. – Vol. 5, Issue 2. – P. 169-215. – DOI: 10.1364/AOP.5.000169.
  2. Barh, A. Specialty fibers for terahertz generation and transmission: A review / A. Barh, G.P. Agrawal, B.P. Pal, R.K. Varshney, B.M.A. Rahman // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. – 2016. – Vol. 22, Issue 2. – P. 1-14. – DOI: 10.1109/JSTQE.2015.2494537.
  3. Агафонов, А.Н. Управление поперечно-модовым составом терагерцового излучения с помощью элементов бинарной кремниевой оптики / А.Н. Агафонов, Б.О. Володкин, С.Г. Волотовский, А.К. Кавеев, Б.А. Князев, Г.И. Кропотов, В.С. Павельев, К.Н. Тукмаков, Ю.Ю. Чопорова // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 4. – С. 763-769.
  4. Harrington, J.A. Hollow polycarbonate waveguides with inner Cu coatings for delivery of terahertz radiation/ J.A. Harrington, R. George, P. Pedersen, E. Mueller // Optics Express. –2004. – Vol. 12, Issue 21. – P. 5263-5268. – DOI: 10.1364/OPEX.12.005263.
  5. Matsuura, Y. Hollow optical fibers loaded with an inner dielectric film for terahertz broadband spectroscopy / Y. Matsuura, E. Takeda // Journal of the Optical Society of America B. – 2008. – Vol. 25, Issue 12. – P. 1949-1954. – DOI: 10.1364/JOSAB.25.001949.
  6. Navarro-Cia, M. Terahertz wave transmission in flexible polystyrene-lined hollow metallic waveguides for the 2.5-5 THz band / M. Navarro-Cia, M.S. Vitiello, C.M. Bledt, J.E. Melzer, J.A. Harrington, O. Mitrofanov // Optics Express. – 2013. – Vol. 21, Issue 20. – P. 23748-23755. – DOI: 10.1364/OE.21.023748.
  7. Ito, K. Analysis of transmission properties of terahertz hollow-core optical fiber by using time-domain spectroscopy and application for remote spectroscopy / K. Ito, T. Katagiri, Y. Matsuura // Journal of the Optical Society of America B. – 2017. – Vol. 34, Issue 1. – P. 60-65. – DOI: 10.1364/JOSAB.34.000060.
  8. Miyagi, M. Design theory of dielectric-coated circular metallic waveguides for infrared transmission / M. Miyagi, S. Kawakami // Journal of Lightwave Technology. – 1984. –Vol. 2, Issue 2. – P. 116-126. – DOI: 10.1109/JLT.1984.1073590.
  9. Mitrofanov, O. Terahertz waveguides with low transmission losses: Characterization and applications / O. Mitrofanov, M. Navarro-Cia, M.S. Vitiello, J.E. Melzer, J.A. Harrington // Proceedings of SPIE. – 2014. – Vol. 9199. – 91990I (8 p.). – DOI: 10.1117/12.2062758.
  10. Auston, D.H. Cherenkov radiation from femtosecond optical pulses in electrooptic media / D.H. Auston, K.P. Cheung, J.A. Valdmanis, D.A. Kleinman // Physical Review Letters. – 1984. – Vol. 53, Issue 16. – P. 1555-1558. – DOI: 10.1103/PhysRevLett.53.1555.
  11. Справочник по специальным функциям: справочник / М. Абрамовиц, И. Стиган. – М.: Наука. 1979. – 830 с.
  12. Jepsen, P.U. Generation and detection of terahertz pulses from biased semiconductor antennas / P.U. Jepsen, R.H. Ja­cobsen, S.R. Keiding // Journal of the Optical Society of America B. – 1996. – Vol. 13, Issue 11. – P. 2424-2436. – DOI: 10.1364/JOSAB.13.002424.
  13. Сотский, А.Б. Дифракция светового пучка на микроструктурном волокне / А.Б. Сотский, О.А. Бельская, Л.И. Сотская // Компьютерная оптика. – 2014. – Т. 38, № 1. – C. 11-19.
  14. Снайдер, А. Теория оптических волноводов / А. Снайдер, Дж. Лав; пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1987. – 656 с.
  15. Унгер, Х.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы / Х.Г. Унгер; пер. с англ., под ред. В.В. Шевченко. – М.: Мир, 1980. – 656 с.
  16. Dexheimer, S.L. Terahertz spectroscopy: principles and applications / S.L. Dexheimer. – New York: CRS Press, 2007. – 360 p. – ISBN: 978-0-849375255.
  17. Ordal, M.A. Optical properties of the metals Al, Co, Cu, Au, Fe, Pb, Ni, Pd, Pt, Ag, Ti, and W in the infrared and far infrared / M.A. Ordal, L.L. Long, R.J. Bell, S.E. Bell, R.R. Bell, R.W. Alexander, C.A. Ward // Applied Optics. – 1983. – Vol. 22, Issue 7. – P. 1099-1120. – DOI: 10.1364/AO.22.001099.
  18. Nazarov, M.M. Investigations of capillary polymer terahertz fibers / M.M. Nazarov, M.S. Kitai, V.I. Sokolov, K.A. Bzheumihov, Z.Ch. Margushev, A.B. Sotsky, A.V. Shilov, L.I. Sotskaya, A.M. Goncharenko, G.V. Sinitsyn // In book: Proceedings of the XXI International Conference on Coherent and Nonlinear Optics (ICONO 2016), Minsk, Belarus, Sep. 26-30, 2016. – 2016.
  19. Электромагнитные волны / Л.А. Вайнштейн. – Изд. 2-е, испр. – М.: Радио и связь, 1988. – 440 с.
  20. Cheville, R.A. Farinfrared terahertz time-domain spectroscopy of flames / R.A. Cheville, D. Grischkowsky // Optics Letters. – Vol. 20, Issue 15. – 1995. – P. 1646-1648. – DOI: 10.1364/OL.20.001646.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: ko@smr.ru ; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20