Wellenleiter fuer den THz-Spektralbereich
Entwurf und Charakterisierung verschiedener 3dB-Koppler für den THz-Bereich
Für viele Anwendungen ist es notwendig ein Signal in zwei gleich große Anteile aufzuteilen. Ein Beispiel wären Interferometer, die zu Sensorzwecken oder zur Modulation eingesetzt werden können.
Auf Basis bereits bekannter Wellenleiter sollen daher solche 3dB-Koppler entworfen werden, die möglichst geringe Verluste und Rückreflektionen aufweisen. Entworfene Komponenten können anschließend hergestellt und charakterisiert werden.
Abb. 14: 3dB-Splitter bei einem Parallelplattenwellenleiter endlicher Breite; Simulation in CST Microwave Studio
Die Arbeit umfasst:
- Simulative Untersuchung von 3dB-Kopplern basierend auf verschiedenen Wellenleitern
- Herstellung der Wellenleiter nach bekannten Verfahren
- Charakterisierung der Komponenten mittels THz-TDS
Abb. 15: THz-Wellenleiter, die mittels Laser-mikromaterialbearbeitung aus Aluminiumblöcken hergestellt werden
Charakterisierung der Einkopplung von THz-Strahlung in Parallelplattenwellenleiter
Zur Einkopplung von THz-Strahlung in Parallelplatten-Wellenleiter werden adiabatisch zulaufende Taper verwendet. Diese bieten im Vergleich zur Einkopplung mit Linsen beispielsweise den Vorteil, dass keine Fresnel-Verluste auftreten.
Zum optimalen Design des Taperverlaufs ist es jedoch notwendig, das THz-Strahlprofil möglichst genau zu kennen. Anschließend können verschiedene Taperverläufe sowohl simulativ als auch experimentell verglichen werden. Die erzielten Ergebnisse können auch beim Design 2-dimensionaler Taperstrukturen wiederverwendet werden.
Abb. 16: a) Messkonfiguration zur spektroskopischen Untersuchung kleinster Probenmengen; Kopplung mit Si-Linsen (Quelle: M. Theuer) b) Zylindrische Taperverläufe an den Wellenleiterenden erhöhen die Kopplungseffizienz.
Die Arbeit umfasst:
- Charakterisierung des bestehenden THz-Strahlengangs
- Optimierung der Taperform für eine effiziente Kopplung
- Evtl. Erweiterung auf 2D-führende Wellenleiter
Ansprechpartner:
Prof. Marco Rahm
rahm(at)eit.uni-kl.de