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Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Rice University 

&#x6211;&#x4EEC;&#x4ECB;&#x7ECD;&#x51E0;&#x79CD;&#x5E38;&#x89C1;&#x6270;&#x52A8;&#x7684;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8109;&#x51B2;&#x7EBF;&#x5149;&#x6CE2;&#x5BFC;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7814;&#x7A76;&#x3002;&#x7D22;&#x672B;&#x83F2;&#x6CE2;&#x4FDD;&#x7559;&#x91CD;&#x8981;&#x4FE1;&#x53F7;&#x5F3A;&#x5EA6;&#x548C;&#x5E26;&#x5BBD;&#x5373;&#x4F7F;&#x6709;&#x5F88;&#x5927;&#x7684;&#x5DEE;&#x8DDD;&#xFF0C;&#x5728;&#x7535;&#x7EBF;&#xFF0C;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x66F4;&#x9AD8;&#x7684;&#x9891;&#x7387;&#x66F4;&#x9AD8;&#x6548;&#x7387;&#x6302;&#x94A9;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x63CF;&#x8FF0;&#x4E86;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#xFF0C;&#x5F2F;&#x66F2;&#x7684;&#x635F;&#x5931;&#x3002;&#x5BF9;&#x4E8E;&#x7ED9;&#x5B9A;&#x7684;&#x8F6C;&#x52A8;&#x89D2;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x89C2;&#x5BDF;&#x5230;&#x4F18;&#x5316;&#x66F2;&#x7387;&#x534A;&#x5F84;&#x7684;&#x6574;&#x4F53;&#x4F20;&#x64AD;&#x635F;&#x5931;&#x51CF;&#x5230;&#x6700;&#x5C0F;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x5F3A;&#x8C03;&#x7684;&#x5931;&#x771F;&#x4E0A;&#x8F90;&#x5C04;&#x6298;&#x5F2F;&#x635F;&#x5931;&#x7684;&#x7A7A;&#x95F4;&#x6A21;&#x5F0F;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;

&#x6CE2;&#x5BFC;&#x94A2;&#x4E1D;&#x5F2F;&#x66F2;&#x53CA;&#x8026;&#x5408;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x7684;&#x635F;&#x5931;&#x3002;

We present an experimental study of several common perturbations of wire waveguides for terahertz pulses. Sommerfeld waves retain significant signal strength and bandwidth even with large gaps in the wire, exhibiting more efficient recoupling at higher frequencies. We also describe a detailed study of bending losses. For a given turn angle, we observe an optimum radius of curvature that minimizes the overall propagation loss. These results emphasize the impact of the distortion of the spatial mode on the radiative bend loss.

Bending and coupling losses in terahertz wire waveguides.

Nous pr&eacute;sentons une &eacute;tude exp&eacute;rimentale de plusieurs perturbations communes de guides d&#39;ondes de fil pour les impulsions t&eacute;rahertz. Sommerfeld vagues conservent force de signal significatif et une bande passante m&ecirc;me avec grandes lacunes dans le fil, pr&eacute;sentant le recouplage plus efficace aux fr&eacute;quences plus &eacute;lev&eacute;es. Nous d&eacute;crivons &eacute;galement une &eacute;tude d&eacute;taill&eacute;e des pertes de flexion. Pour un angle de rotation donn&eacute;, nous observons un optimal rayon de courbure qui minimise la perte globale de propagation. Ces r&eacute;sultats soulignent l&#39;impact de la distorsion de la mode spatial sur la perte de la courbure radiatif.

Pliage et couplage des pertes dans les guides fil t&eacute;rahertz.

Wir pr&auml;sentieren eine experimentelle Studie von mehreren gemeinsamen St&ouml;rungen von Draht Wellenleiter f&uuml;r Terahertz-Impulse. Sommerfeld Wellen behalten erhebliche Signalst&auml;rke und Bandbreite auch bei gro&szlig;en L&uuml;cken in den Draht, ausstellen, effizientere Wiederankoppelung bei h&ouml;heren Frequenzen. Wir beschreiben auch eine detaillierte Studie des Verbiegens Verluste. F&uuml;r einen bestimmten Zug-Winkel beobachten wir einen optimalen Radius der Kr&uuml;mmung, die Vermehrung der Gesamtverlust minimiert. Diese Ergebnisse unterstreichen die Auswirkungen der Verzerrung des r&auml;umlichen Modus auf die Strahlungsbilanz Biegung-Verlust.

Biege- und Kupplung Verluste im Terahertz Draht Wellenleiter.

Vi presentiamo uno studio sperimentale di diversi comuni perturbazioni del filo guide d&#39;onda per gli impulsi terahertz. Sommerfeld onde mantengono la potenza del segnale significativo e larghezza di banda anche con grandi lacune in filo, esibendo un accoppiamento pi&ugrave; efficienti a frequenze pi&ugrave; alte. Descriviamo anche uno studio dettagliato di piegatura delle perdite. Per un angolo determinato giro, osserviamo un raggio di curvatura che riduce al minimo la perdita complessiva di propagazione ottimo. Questi risultati sottolineano l&#39;impatto della distorsione della modalit&agrave; spaziale sulla perdita radiativa bend.

Piegatura e accoppiamento perdite in terahertz filo guide d&#39;onda.

&#x7D30;&#x7DDA;&#x5C0E;&#x6CE2;&#x8DEF;&#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4; &#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x3044;&#x304F;&#x3064;&#x304B;&#x306E;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306A;&#x6442;&#x52D5;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x3092;&#x63D0;&#x6848;&#x3059;&#x308B;.&#x30BE;&#x30F3;&#x30DE;&#x30FC; &#x30D5;&#x30A7;&#x30EB;&#x30C8;&#x6CE2;&#x3088;&#x308A;&#x9AD8;&#x3044;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3067;&#x3088;&#x308A;&#x52B9;&#x7387;&#x7684;&#x306A; recoupling &#x3092;&#x51FA;&#x5C55;&#x6709;&#x610F;&#x306A;&#x4FE1;&#x53F7;&#x5F37;&#x5EA6;&#x3068;&#x3001;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4;&#x306B;&#x5927;&#x304D;&#x306A;&#x30AE;&#x30E3;&#x30C3;&#x30D7;&#x3068;&#x3082;&#x5E2F;&#x57DF;&#x5E45;&#x3092;&#x4FDD;&#x6301;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x66F2;&#x3052;&#x640D;&#x5931;&#x306E;&#x8A73;&#x7D30;&#x306A;&#x691C;&#x8A0E;&#x3092;&#x8FF0;&#x3079;&#x308B;.&#x4E0E;&#x3048;&#x3089;&#x308C;&#x305F;&#x30BF;&#x30FC;&#x30F3;&#x306E;&#x89D2;&#x5EA6;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x6700;&#x9069;&#x306A;&#x66F2;&#x7387;&#x534A;&#x5F84;&#x306E;&#x5168;&#x4F53;&#x7684;&#x306A;&#x306E;&#x4F1D;&#x642C;&#x640D;&#x5931;&#x3092;&#x6700;&#x5C0F;&#x9650;&#x306B;&#x6291;&#x3048;&#x308B;&#x3092;&#x89B3;&#x5BDF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x7A7A;&#x9593;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x653E;&#x5C04;&#x5C48;&#x66F2;&#x640D;&#x5931;&#x4E0A;&#x306E;&#x6B6A;&#x307F;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x66F2;&#x3052;&#x3068;&#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x7D30;&#x7DDA;&#x5C0E;&#x6CE2;&#x8DEF;&#x306E;&#x640D;&#x5931;&#x3092;&#x30AB;&#x30C3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#xC120;&#xBB3C;&#xC774; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xD384;&#xC2A4;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC640;&#xC774;&#xC5B4; &#xAD6C;&#xC131;&#xD488;&#xC758; &#xBA87; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xBB3C;&#xACB0;&#xC758; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801; &#xC5F0;&#xAD6C;. Sommerfeld &#xD30C;&#xB3C4; &#xB192;&#xC740; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB354;&#xC6B1; &#xD6A8;&#xC728;&#xC801;&#xC778; recoupling &#xC804;&#xC2DC; &#xC0C1;&#xB2F9;&#xD55C; &#xC2E0;&#xD638; &#xAC15;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xB300;&#xC5ED;&#xD3ED;&#xB3C4; &#xC640;&#xC774;&#xC5B4;, &#xD070; &#xAC04;&#xACA9;&#xC73C;&#xB85C; &#xC720;&#xC9C0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB610;&#xD55C; &#xBCA4;&#xB529; &#xC190;&#xC2E4;&#xC758; &#xC0C1;&#xC138;&#xD55C; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC8FC;&#xC5B4;&#xC9C4;&#xB41C; &#xD68C;&#xC804; &#xAC01;&#xB3C4; &#xB300; &#xD55C; &#xC804;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xC804;&#xD30C; &#xC190;&#xC2E4;&#xC744; &#xCD5C;&#xC18C;&#xD654; &#xD558;&#xB294; &#xACE1;&#xB960;&#xC758; &#xCD5C;&#xC801;&#xC758; &#xBC18;&#xC9C0;&#xB984;&#xC744; &#xAD00;&#xCC30;. &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xACB0;&#xACFC; &#xBCF5;&#xC0AC; &#xBCA4;&#xB4DC; &#xC190;&#xC2E4;&#xC5D0; &#xACF5;&#xAC04; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xC758; &#xC65C;&#xACE1;&#xC758; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xAC15;&#xC870;.

&#xAD7D; &#xD798; &#xBC0F; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xC640;&#xC774;&#xC5B4; &#xAD6C;&#xC131;&#xD488;&#xC5D0; &#xC190;&#xC2E4;&#xC744; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Presentamos un estudio experimental de varias perturbaciones comunes de gu&iacute;as de alambre para pulsos de terahercios. Olas de Sommerfeld conservan se&ntilde;al significativa y ancho de banda incluso con grandes lagunas en el cable, exhibiendo una asociaci&oacute;n m&aacute;s eficiente en las frecuencias m&aacute;s altas. Tambi&eacute;n describimos un estudio detallado de la flexi&oacute;n de las p&eacute;rdidas. Para un &aacute;ngulo dado vuelta, observamos un &oacute;ptimo radio de curvatura que minimiza la p&eacute;rdida total de propagaci&oacute;n. Estos resultados enfatizan el impacto de la distorsi&oacute;n del modo espacial sobre la p&eacute;rdida de la curva radiativo.

Flexi&oacute;n y acoplamiento p&eacute;rdidas en terahertz alambre de gu&iacute;as de onda.

&#x6211;&#x4EEC;&#x63CF;&#x8FF0;&#x77E9;&#x5F62;&#x8C10;&#x632F;&#x8154;&#x96C6;&#x6210;&#x5230;&#x53CC;&#x5E73;&#x677F;&#xFF0C;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x548C;&#x7406;&#x8BBA;&#x8868;&#x5F81;&#x4F7F;&#x7528;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8109;&#x51B2;&#x3002;&#x5F53;&#x6CE2;&#x5BFC;&#x5174;&#x594B;&#x4E0E;&#x6700;&#x4F4E;&#x987A;&#x5E8F;&#x6A2A;&#x5411;&#x7535;&#x52A8;&#x6A21;&#x5F0F;&#x65F6;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7A7A;&#x8154;&#x8868;&#x73B0;&#x51FA;&#x4E0E;&#x7A84; linewidths &#x5171;&#x632F;&#x3002;&#x5BBD;&#x5E26;&#x900F;&#x5C04;&#x8C31;&#x4E0E;&#x6A21;&#x5F0F;&#x5339;&#x914D;&#x7684;&#x8BA1;&#x7B97;&#xFF0C;&#x4E3A;&#x5404;&#x578B;&#x8154;&#x5C3A;&#x5BF8;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x8FDB;&#x884C;&#x6BD4;&#x8F83;&#x3002;

&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x5E73;&#x884C;&#x5E73;&#x677F;&#x6CE2;&#x5BFC;&#x4E2D;&#x7684;&#x77E9;&#x5F62;&#x8C10;&#x632F;&#x8154;&#x7684;&#x5206;&#x6790;&#x3002;

We describe an experimental and theoretical characterization of rectangular resonant cavities integrated into parallel-plate waveguides, using terahertz pulses. When the waveguide is excited with the lowest-order transverse-electric mode, these cavities exhibit resonances with narrow linewidths. Broadband transmission spectra are compared with the results of mode-matching calculations, for various cavity dimensions.

Analysis of rectangular resonant cavities in terahertz parallel-plate waveguides.

Nous d&eacute;crivons une caract&eacute;risation exp&eacute;rimentale et th&eacute;orique des cavit&eacute;s r&eacute;sonnantes rectangulaires, int&eacute;gr&eacute; dans les guides d&#39;ondes de plaques parall&egrave;les, &agrave; l&#39;aide d&#39;impulsions t&eacute;rahertz. Lorsque le Guide d&#39;ondes est excit&eacute; avec le mode de transverse &eacute;lectrique le plus faible, ces cavit&eacute;s pr&eacute;sentent des r&eacute;sonances avec des largeurs de raies &eacute;troites. Les spectres de transmission &agrave; large bande sont compar&eacute;s avec les r&eacute;sultats des calculs correspondant &agrave; la mode, pour les diverses dimensions de la cavit&eacute;.

Analyse de le rectangulaires cavit&eacute;s r&eacute;sonnantes dans les guides de plaques parall&egrave;les t&eacute;rahertz.

Wir beschreiben eine experimentelle und theoretische Charakterisierung von rechteckigen resonant Hohlr&auml;ume in Parallel-Platte Hohlleitern, integriert mit Terahertz-Impulse. Wenn die Waveguide mit der niedrigsten Ordnung quer-elektrischen Modus aufgeregt ist, weisen diese Hohlr&auml;ume Resonanzen mit schmalen Linewidths. Breitband&uuml;bertragung Spektren werden mit den Ergebnissen der Modus &uuml;bereinstimmende Berechnungen f&uuml;r die verschiedenen Dimensionen der Hohlraum verglichen.

Analyse der rechteckigen resonant Hohlr&auml;ume im Terahertz Parallel-Platte Wellenleiter.

Descriviamo una caratterizzazione sperimentale e teorica delle cavit&agrave; di risonanza rettangolare integrato in parallelo-piastra guide d&#39;onda, utilizzando impulsi di terahertz. Quando la guida d&#39;onda &egrave; eccitata con la modalit&agrave; di ordine pi&ugrave; basso elettrico trasversale, queste cavit&agrave; presentano risonanze con stretta linewidths. Spettri di trasmissione a banda larga sono confrontati con i risultati dei calcoli di modalit&agrave; di corrispondenza, per le varie dimensioni della cavit&agrave;.

Analisi delle cavit&agrave; risonanti rettangolare in terahertz parallelo-piastra guide d&#39;onda.

&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x5E73;&#x884C;&#x5E73;&#x677F;&#x5C0E;&#x6CE2;&#x8DEF;&#x306B;&#x7D71;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x77E9;&#x5F62;&#x7A7A;&#x6D1E;&#x5171;&#x632F;&#x5668;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x30FB;&#x7406;&#x8AD6;&#x7684;&#x30AD;&#x30E3;&#x30E9;&#x30AF;&#x30BF;&#x30EA;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; &#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4; &#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5C0E;&#x6CE2;&#x8DEF;&#x4E0B;&#x4F4D;&#x6A2A;&#x884C;&#x96FB;&#x6C17;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9;&#x3067;&#x52B1;&#x8D77;&#x3055;&#x308C;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D3;&#x30C6;&#x30A3;&#x5171;&#x9CF4;&#x72ED;&#x3044;&#x7DDA;&#x3092;&#x5C55;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30D6;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C9; &#x30D0;&#x30F3;&#x30C9;&#x306E;&#x900F;&#x904E;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x30E2;&#x30FC;&#x30C9; &#x30DE;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x8A08;&#x7B97;&#x3001;&#x5404;&#x7A2E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30D3;&#x30C6;&#x30A3;&#x5BF8;&#x6CD5;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x3068;&#x6BD4;&#x8F03;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

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&#xBCD1;&#xB82C; &#xD50C;&#xB808;&#xC774;&#xD2B8; &#xC560;&#xD50C;&#xB9AC;&#xCF00;&#xC774;&#xC158;&#xC73C;&#xB85C; &#xD1B5;&#xD569; &#xC0AC;&#xAC01;&#xD615; &#xACF5; &#xC9C4; &#xCDA9; &#xCE58;&#xC758; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xACFC; &#xC774;&#xB860; &#xD2B9;&#xC131;&#xD654; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xD384;&#xC2A4;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xAC00;&#xC7A5; &#xB0AE;&#xC740; &#xC21C;&#xC11C; &#xAC00;&#xB85C;-&#xC804;&#xAE30; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xB294; &#xD30C; &#xAD00;&#xC740; &#xD765;&#xBD84; &#xD558;&#xB294; &#xACBD;&#xC6B0; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xCDA9; &#xCE58; &#xC881;&#xC740; &#xC120;&#xC73C;&#xB85C; &#xACF5;&#xBA85; &#xC804;&#xC2DC;. &#xAD11;&#xB300;&#xC5ED; &#xC804;&#xC1A1; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xAD6C;&#xBA4D; &#xD06C;&#xAE30;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBAA8;&#xB4DC;&#xC640; &#xC77C;&#xCE58; &#xD558;&#xB294; &#xACC4;&#xC0B0; &#xACB0;&#xACFC;&#xC640; &#xBE44;&#xAD50; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xD3C9;&#xD589; &#xD310; &#xAD6C;&#xC131;&#xD488; &#xC0AC;&#xAC01;&#xD615; &#xACF5; &#xC9C4; &#xCDA9; &#xCE58;&#xC758; &#xBD84;&#xC11D;.

Describimos una caracterizaci&oacute;n experimental y te&oacute;rica de cavidades resonantes rectangulares integrado en gu&iacute;as de onda de placas paralelas, usando pulsos de terahercios. Cuando la gu&iacute;a de onda est&aacute; entusiasmado con el modo transversal-el&eacute;ctrico de bajo-orden, estas cavidades exhiben resonancias con linewidths estrecho. Espectros de transmisi&oacute;n de banda ancha se comparan con los resultados de c&aacute;lculos de modo coincidente, para diversas dimensiones de la cavidad.

An&aacute;lisis de cavidades resonantes rectangulares en gu&iacute;as de onda de terahercios placas paralelas.

&#x6211;&#x4EEC;&#x5C55;&#x793A;&#x4E86;&#x975E;&#x51E1;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x4F20;&#x8F93;&#x901A;&#x8FC7;&#x73AF;&#x5149;&#x5708;&#x4E0A;&#x91D1;&#x5C5E;&#x8584;&#x819C;&#x3002;60%&#x7684;&#x4F20;&#x8F93;&#x88AB;&#x83B7;&#x5F97;&#x4E0E;&#x5149;&#x5708;&#x7684;&#x9762;&#x79EF;&#x6BD4;&#x7684;&#x53EA;&#x6709; 1.4%&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x663E;&#x793A;&#x8D85;&#x8FC7; 18 dB &#x8584;&#x8584;&#x4E00;&#x5C42;&#x4E0B;&#x65B9;&#x7684;&#x91D1;&#x5C5E;&#x5305;&#x819C;&#x7684;&#x7845;&#x886C;&#x5E95;&#x4E2D;&#x7684;&#x514D;&#x8D39;&#x8FD0;&#x8425;&#x5546;&#x53EF;&#x4EE5;&#x7981;&#x6B62;&#x663E;&#x793A;&#x4F20;&#x67D3;&#x7387;&#x9AD8;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E00;&#x7ED3;&#x679C;&#x8868;&#x660E;&#x53EF;&#x4EE5;&#x901A;&#x8FC7;&#x63A7;&#x5236;&#x5149;&#x5708;&#x9644;&#x8FD1;&#x7684;&#x8F7D;&#x4F53;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x5EFA; CMOS &#x517C;&#x5BB9;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8C03;&#x5236;&#x5668;&#x3002;

&#x57FA;&#x4E8E;&#x975E;&#x540C;&#x5BFB;&#x5E38;&#x7684;&#x4F20;&#x8F93;&#x901A;&#x8FC7;&#x73AF;&#x5F62;&#x5149;&#x9611;&#x7684;&#x9AD8;&#x5BF9;&#x6BD4;&#x5EA6;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8C03;&#x5236;&#x5668;&#x3002;

We demonstrated extraordinary THz transmission through ring apertures on a metal film. Transmission of 60% was obtained with an aperture-to-area ratio of only 1.4%. We show that the high transmission can be suppressed by over 18 dB with a thin layer of free carriers in the silicon substrate underneath the metal film. This result suggests that CMOS-compatible terahertz modulators can be built by controlling the carrier density near the aperture.

High-contrast terahertz modulator based on extraordinary transmission through a ring aperture.

Nous avons d&eacute;montr&eacute; l&#39;extraordinaire transmission THz par des ouvertures de la bague sur un film m&eacute;tallique. Transmission de 60 % a &eacute;t&eacute; obtenue avec un ratio d&#39;ouverture-zone de seulement 1,4 %. Nous montrons que la transmission &eacute;lev&eacute;e peut &ecirc;tre supprim&eacute;e en plus 18 dB, avec une fine couche de porteurs libres dans le substrat de silicium sous le film m&eacute;tallique. Ce r&eacute;sultat sugg&egrave;re que les modulateurs t&eacute;rahertz compatibles CMOS peuvent &ecirc;tre construits en contr&ocirc;lant la densit&eacute; des porteurs pr&egrave;s de l&#39;ouverture.

Modulateur contrast&eacute; t&eacute;rahertz bas&eacute;e sur la transmission extraordinaire &agrave; travers une ouverture de l&#39;anneau.

Wir bewiesen au&szlig;ergew&ouml;hnliche THz-&Uuml;bertragung durch Ring &Ouml;ffnungen auf einer Metallfolie. &Uuml;bertragung von 60 % wurde mit einer Aperturfl&auml;che-Quote von nur 1,4 % erzielt. Wir zeigen, dass die hohe &Uuml;bertragungsraten von mehr als 18 dB mit einer d&uuml;nnen Schicht von freien Tr&auml;gern in der Silizium-Substrat unterhalb der Metallfolie unterdr&uuml;ckt werden kann. Dieses Ergebnis legt nahe, dass CMOS-kompatible Terahertz Modulatoren gebaut werden k&ouml;nnen, durch die Kontrolle der Tr&auml;ger-Dichte in der N&auml;he von der Blende.

Kontrastreiche Terahertz-Modulator basierend auf au&szlig;ergew&ouml;hnliche &Uuml;bertragung durch einen Ring-Blende.

Abbiamo dimostrato straordinaria trasmissione THz attraverso aperture anello su un film metallico. Trasmissione del 60% &egrave; stato ottenuto con un rapporto di apertura-a-zona di solo 1,4%. Mostriamo che la trasmissione alta pu&ograve; essere soppresso da oltre 18 dB con un sottile strato di vettori liberi nel substrato di silicio sotto la pellicola metallica. Questo risultato suggerisce che si possono costruire modulatori terahertz CMOS-compatibile controllando la densit&agrave; dei portatori vicino l&#39;apertura.

Modulatore ad alto contrasto terahertz basato sulla trasmissione straordinaria attraverso un&#39;apertura di anello.

&#x6211;&#x3005; &#x306F;&#x7570;&#x5E38;&#x306E;&#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x900F;&#x904E;&#x91D1;&#x5C5E;&#x819C;&#x4E0A;&#x306E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x958B;&#x53E3;&#x90E8;&#x3092;&#x901A;&#x3057;&#x3066;&#x793A;&#x3057;&#x305F;&#x3002;60 &#xFF05; &#x306E;&#x900F;&#x904E;&#x306F;&#x308F;&#x305A;&#x304B; 1.4 &#xFF05; &#x306E;&#x7D5E;&#x308A;&#x9762;&#x7A4D;&#x6BD4;&#x3092;&#x5F97;&#x3089;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x9AD8;&#x4F1D;&#x9001;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x81EA;&#x7531;&#x30AD;&#x30E3;&#x30EA;&#x30A2;&#x306E;&#x91D1;&#x5C5E;&#x819C;&#x306E;&#x4E0B;&#x306B;&#x30B7;&#x30EA;&#x30B3;&#x30F3;&#x57FA;&#x677F;&#x306E;&#x8584;&#x3044;&#x5C64;&#x3067; 18 dB &#x4EE5;&#x4E0A;&#x6291;&#x5727;&#x3067;&#x304D;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F; CMOS &#x30B3;&#x30F3;&#x30D1;&#x30C1;&#x30D6;&#x30EB; &#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x6CE2;&#x5909;&#x8ABF;&#x5668;&#x306F;&#x958B;&#x53E3;&#x90E8;&#x4ED8;&#x8FD1;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30EA;&#x30A2;&#x5BC6;&#x5EA6;&#x3092;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3067;&#x69CB;&#x7BC9;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x304C;&#x793A;&#x5506;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#x9AD8;&#x30B3;&#x30F3;&#x30C8;&#x30E9;&#x30B9;&#x30C8; &#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x5909;&#x8ABF;&#x5668;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x7570;&#x5E38;&#x900F;&#x904E;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x7D5E;&#x308A;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xAE08;&#xC18D; &#xD544;&#xB984;&#xC5D0; &#xBC18;&#xC9C0; apertures &#xD1B5;&#xD574; &#xD2B9;&#xBCC4; &#xD55C; THz &#xC804;&#xC1A1; &#xC2DC;&#xC5F0;. 60%&#xC758; &#xC804;&#xC1A1;&#xB9CC; 1.4%&#xC758; &#xC870;&#xB9AC;&#xAC1C; &#xC601;&#xC5ED; &#xBE44;&#xC728;&#xC744; &#xCDE8;&#xB4DD; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB192;&#xC740; &#xC804;&#xC1A1; &#xAE08;&#xC18D; &#xD544;&#xB984; &#xC544;&#xB798; &#xC2E4;&#xB9AC;&#xCF58; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xBB34;&#xB8CC;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC5C5;&#xC790;&#xC758; &#xC587;&#xC740; &#xCE35;&#xC744; &#xAC00;&#xC9C4; 18 dB &#xC774;&#xC0C1;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC5B5;&#xC81C; &#xB420; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xACB0;&#xACFC; &#xC870;&#xB9AC;&#xAC1C; &#xADFC;&#xCC98; &#xCE90;&#xB9AC;&#xC5B4; &#xBC00;&#xB3C4; &#xC870;&#xC808; &#xD558; &#xC5EC; CMOS &#xD638;&#xD658; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xBCC0;&#xC870;&#xAE30;&#xB97C; &#xB9CC;&#xB4E4; &#xC218; &#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xC81C;&#xC548; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xB192;&#xC740; &#xBC18;&#xBA74; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xBCC0;&#xC870;&#xAE30; &#xB9C1; &#xC870;&#xB9AC;&#xAC1C;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xD2B9;&#xBCC4; &#xD55C; &#xC804;&#xC1A1;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C;.

Hemos demostrado extraordinaria transmisi&oacute;n de THz a trav&eacute;s de aberturas del anillo en una pel&iacute;cula met&aacute;lica. Transmisi&oacute;n del 60% se obtuvo con un ratio de apertura a zona de s&oacute;lo 1,4%. Demostramos que se puede suprimir la alta transmisi&oacute;n por m&aacute;s de 18 dB con una fina capa de portadores libres en el sustrato de silicio por debajo de la capa de metal. Este resultado sugiere que moduladores de terahercios CMOS-compatible pueden ser construidos por controlar la densidad de portador cerca de la abertura.

Victoria Astley

Department of Electrical and Computer Engineering

Rice University

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Victoria Astley

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Rice University

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Department of Electrical and Computer Engineering