用于芯内传感与高温应用的柔性太赫兹光子光笼模块
光学
2023-10-04 v1
摘要
太赫兹（THz）技术是一个不断发展且多学科交叉的研究领域，尤其在传感与通信方面。过去数年出现了多种 THz 波导，旨在补充现有笨重自由空间装置的性能。然而在大多数设计中，导光区与周围环境物理隔离，导致光与环境的交互效率低下。我们提出工作于 THz 频段的 photonic THz 光笼（THzLCs），其由自支撑介电细丝构成，在空心芯内导光并可即时接触环境。我们通过使用单一设计及四种不同的聚合物与陶瓷材料（刚性、柔性或耐高温）3D 打印若干厘米长度尺度的模块，展示了该概念的通用性与设计灵活性。我们表征了直波导与弯曲波导的传输损耗与弯曲损耗：前者约为 ~1 dB/cm，后者在弯曲半径小于 10 cm 时约为 ~2-8 dB/cm，且基本与材料无关。我们的传输实验辅以波导输出端的近场测量，揭示直 THzLC 的反谐振导光及弯曲波导中畸变基模，与数值保角映射模拟一致。我们表明这些 THzLC 可用作：(i) 柔性、可重构且可弯曲的模块化组件；(ii) 对直接置于空心芯内结构的芯内传感器；(iii) 高温传感器，在工业监测中具有潜在应用。这些 THzLC 是日益增长的 THz 波导库中新颖而有用的补充，将可重构、无衍射传输的波导式优势与直接暴露于周围环境的自由空间式即时性相结合。
引用
@article{arxiv.2203.08316,
title = {Flexible terahertz photonic light-cage modules for in-core sensing and high temperature applications},
author = {Alessio Stefani and Boris T. Kuhlmey and Justin Digweed and Benjamin Davies and Hala Zreiqat and Mohammad Mirkhalaf and Alessandro Tuniz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.08316},
year = {2023}
}