Ankopplung von Terahertz-Strahlung an einen metallischen Draht mit Hilfe eines diffraktiven Axicons

Metallische Drähte eignen sich als "Wellenleiter" für den THz-Bereich [1,2]. An der Drahtoberfläche können sich azimuthal polarisierte Oberflächenplasmonen ausbreiten, die ein geeignetes Dispersions- und Dämpfungsverhalten aufweisen. Hier demonstrieren wir die Ankopplung und Ausbreitung eines Oberflächenplasmons bei einer Frequenz von 625 GHz an einem Kupferdraht (Durchmesser: 0,8 mm, Länge: 60 cm) sowie die anschließende Abstrahlung in den freien Raum. Die Ankopplung der THz-Welle erfolgt in einer “end-fire”-Konfiguration über die Stirnfläche des Drahtes. Dazu wird mit Hilfe eines diffraktiven Axicons ein Linienfokus erzeugt, in dessen Bereich die Stirnfläche positioniert ist. Die laterale Feldverteilung des Axicons entspricht einer Bessel Jo-Verteilung und ist zur Anregung der Oberflächenwelle geeignet. Das Plasmon breitet sich entlang des Drahtes aus und strahlt über die Endfläche ab. Das Abstrahlprofil wird mittels einer Schottky-Diode aufgenommen. Im Ergebnis zeigen wir das radiale polarisierte Abstrahlprofil und diskutieren den Anregungsprozess. [1] K. Wang, D. M. Mittelman, Nature 432, 376-379 (2004). [2] Q. Cao, J. Jahns, Opt. Express 13, 511-518 (2005).