【光电工程/OptoelectronicEngineering】低损耗Topas环烯烃共聚物光纤研究刘长蕊，许新统，张莹莹，陈霖，郑婉君，杨西，梁华伟，阮双琛深圳大学深圳市激光工程重点实验室，先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室，深圳518060摘要:以大直径空芯微结构Topas环烯烃共聚物光纤为太赫兹波传输媒介，数值计算得其在1.89和2.52THz处的限制损耗约为1.25和1.59dB/m．实验结果表明，该结构光纤能将1.89和2.52THz的太赫兹波很好地限制在其空气芯中传输，存在较小的弯曲损耗，且1.89THz处的约束损耗低于2.52THz处，与计算结果吻合，并获得较好传输效果．关键词:微结构聚合物光纤;连续太赫兹波;Topas环烯烃共聚物光纤;太赫兹传输;太赫兹成像;约束损耗中图分类号:TN214文献标志码:Adoi:10．3724/SP．J．1249．2014．02164Ｒesearchonthelow-lossTopascyclicolefincopolymerfiberLiuChangrui，XuXintong，ZhangYingying，ChenLin，ZhengWanjun，YangXi，LiangHuawei，andＲuanShuangchenShenzhenKeyLaboratoryofLaserEngineering，KeyLaboratoryofAdvancedOpticalPrecisionManufacturingTechnologyofGuangdongHigherEducationInstitutes，ShenzhenUniversity，Shenzhen518060，P．Ｒ．ChinaAbstract:Alargediameterhollowmicro-structuralTopascyclicolefincopolymer(COC)fiberisselectedfortera-hertztransmission．Numericalcalculationoftheconfinementlossat1.89and2.52THzareabout1.25and1.59dB/m，respectively．Experimentalresultsshowthatthisstructuralfibercanmarvelouslyrestrict1.89and2.52THzintheairinsideofthefiberandexhibitrelativelylowbendingloss．Furthermore，thefiberrevealsbetterrestrictionpropertyat1.89THzthanthatat2.52THz．Inotherwords，theexperimentalresultscoincidewiththeresultofthe-oreticalcalculation．Keywords:microstructuralpolymeropticalfiber;continuouswaveterahertz;Topascyclicolefincopolymerfiber;terahertztransmission;terahertzimaging;confinementloss太赫兹(terahertz，THz)辐射通常指波长在30～3000μm(对应频率为10～0.1THz)范围内的电磁波．太赫兹波在电磁波谱中处于毫米波与红外线之间，位于宏观理论和微观量子理论的过渡频带，属于光子学和电子学的交叉区域．由于普通的光学材料(如玻璃、石英等)在太赫兹波段的损耗特别大，加之20世纪80年代前，国内外缺少产生和探测太赫兹波的有效方法和技术，故研究人员也Ｒeceived:2013-09-12;Accepted:2013-11-20Foundation:NationalNaturalScienceFoundationofChina(61275144);ShenzhenScienceandTechnologyＲesearchFoundationforBasicProject(JC201105170626)Correspondingauthor:ProfessorＲuanShuangchen．E-mail:scruan@szu.edu.cnCitation:LiuChangrui，XuXintong，ZhangYingying，etal．Ｒesearchonthelow-lossTopascyclicolefincopolymerfiber［J］．JournalofShenzhenUniversityScienceandEngineering，2014，31(2):164-168．(inChinese)将其称为“太赫兹空隙”(THzgap)．然而，此频率段在安全检查、反恐、激光雷达、生物医学成像及前期诊断等领域存在潜在应用价值［1-2］．但由于太赫兹波波源功率低、对水蒸气的吸收强及发散角大等原因，使其具有较大的自由空间传输损耗．此外，太赫兹波的传输方向难以控制，所以太赫兹波导就成为研究太赫兹传输的重要基础．通过选取不同材质，研究已提出多种波导结构，如空心金属管波导［3-4］、电介质带状波导［5-7］、平行金属板波导［8］、金属线波导［9-10］、光子晶体波导［11］及微结构聚合物光纤(microstructurepolymeropticalfiber，MPOF)波导［12-15］等．但如何实现太赫兹波低损耗、低色散的传输仍是一个巨大挑战．在以上多种波导结构中，MPOF是一种特殊的光波导，其由具有光子晶体结构的包层和纤芯组成，并有着诸如无限单模传输、极大或极小的模场面积、高模式双折射以及超宽带平坦色散等一系列光子晶体光纤所具有的新奇特性［12-13］．本研究选用的空芯MPOF由Topas环烯烃共聚物(cyclicolefincopolymer，COC)制成．与其...