Erzeugung eines komplexen Wellenfeldes zur Ankopplung von THz-Strahlung an einen metallischen Draht

Die Wellenleitung im THz-Bereich ist Gegenstand der aktuellen Forschung. Sowohl dielektrische wie auch metallische Wellenleiter werden untersucht. Vor ca. 10 Jahren konnte gezeigt werden, dass ein einfacher metallischer Draht als Wellenleiter dienen kann. Das sich ausbreitende Feld besteht aus einer radial polarisierten Oberflächenwelle ("Sommerfeldwelle"), diese wird nur schwach gedämpft. Eine wesentliche Herausforderung bei Verwendung eines metallischen Drahtes als Wellenleiter liegt in der Ankopplung, welche über die Stirnfläche erfolgen kann ("end-fire coupling"). Für eine effiziente Ankopplung wird sowohl Polarisation wie auch Feldverteilung der eingestrahlten Welle der auf dem Draht propagierenden Sommerfeldwelle angepasst. Wir betrachten den Fall einer einfallenden linear polarisierten ebenen Welle. Die Anpassung der Polarisation erfolgt mit Hilfe eines Subwellenlängen-Gitters, die Anpassung der Feldverteilung mit Hilfe eines Spiralaxicons. Die theoretischen Betrachtungen werden durch numerische Simulationsberechnungen und teilweise experimentelle Ergebnisse unterstützt.