Magnetically driven Terahertz spectral filters and their applications

磁驱动太赫兹光谱滤波器及其应用

基本信息

  • 批准号:
    479676-2015
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.28万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2017-01-01 至 2018-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Nowadays, impressive innovations in the field of nonlinear optics have paved the way for the realization of new reliable Terahertz (THz) sources and detectors and, only recently, fully operating devices. The aim of this collaborative Research and Development project, proposed in collaboration with our two industrial partners Novacam Technologies Inc. and QPS Photronics Inc., is to demonstrate the feasibility and effectiveness of a series of novel devices engineered for the manipulation of THz waves. In particular, we propose to demonstrate a magnetically driven tunable spectral filter in the THz frequency range. Such a device will rely on the two-wire THz waveguide previously demonstrated by the PI. The main idea is to directly write a Bragg grating (BG) onto the metallic structure of our waveguide, thus acting as notch (i.e., rejection) filter for the broadband THz propagating pulse. With the aim of further tuning the central frequency and the linewidth of such a filter we will propose to combine our device with a particular class of magnetic materials, named Ferrofluids, which are mostly transparent in the THz range. Ferrofluids have the property to change their refractive index when biased by an external static magnetic field. By embedding such materials in the structure of the BG, we will finally achieve a filter whose spectral response can be modified in real-time (i.e., dynamically), in function of the applied external magnetic fields, thus allowing a low loss reshaping of the THz pulse bandwidth. We believe that the compact and affordable dynamically tuned THz spectral filters we intend to develop in this project will play a key role in the forthcoming fields of THz imaging and next-generation high-speed wireless communications, which will consist of high speed broadband wireless data transfer within and outside buildings on short distances. Furthermore, such devices have already created a significant interest for our industrial partners who intend to significantly increase their presence on the growing THz market, by providing leading-edge products for the manipulation of THz radiation. The project results will allow Canada to increase its global share of the growing ICT market, above all in the burgeoning areas of imaging and signal processing.
如今,非线性光学领域令人印象深刻的创新为实现新的可靠Terahertz(THZ)(THZ)的来源和探测器铺平了道路,并且直到最近才完全操作的设备。与我们的两个工业合作伙伴Novacam Technologies Inc.和QPS Photronics Inc.合作提出的合作研究与开发项目的目的是证明一系列用于操纵THZ波的新型设备的可行性和有效性。特别是,我们建议在THZ频率范围内证明磁驱动的可调光谱滤波器。这样的设备将依靠PI先前证明的两线THZ波导。主要思想是将Bragg Grating(BG)直接写在我们的波导的金属结构上,从而充当宽带THZ传播脉冲的Notch(即拒绝)滤波器。为了进一步调整中央频率和这种过滤器的线宽,我们将提议将设备与特定的磁性材料(名为Ferrofluids)相结合,这些磁性材料在THZ范围内主要是透明的。当被外部静态磁场偏置时,铁氟烷具有更改其折射率的特性。通过将这些材料嵌入BG的结构中,我们最终将实现一个过滤器,其光谱响应可以实时(即动态),在应用的外部磁场的功能中进行修改,从而使THZ脉冲带宽的损失较低。我们认为,我们打算在该项目中开发的紧凑型和负担得起的THZ光谱过滤器将在即将到来的THZ成像和下一代高速无线通信领域中发挥关键作用,这将包括高速宽带无线数据在短距离内和外部建筑物内部和外部。此外,此类设备已经为我们的工业伙伴带来了重大兴趣,他们打算通过为操纵THZ辐射提供领先的产品来大大提高其在不断增长的THZ市场上的业务。该项目的结果将使加拿大能够增加其不断增长的ICT市场的全球份额,这首先是成像和信号处理的新兴领域。

项目成果

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  • 通讯作者:
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