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电动汽车驱动 多物理场耦合 ★ 4.0

强场太赫兹波在钨丝上的耦合与传播

Coupling and propagation of strong-field THz waves on tungsten wires

作者 Jiahua Cai · Hongting Xiong · Shaojie Liu · Xiaojun Wu
期刊 Applied Physics Letters
出版日期 2025年1月
卷/期 第 126 卷 第 5 期
技术分类 电动汽车驱动
技术标签 多物理场耦合
相关度评分 ★★★★ 4.0 / 5.0
关键词 强场太赫兹辐射 太赫兹与物质相互作用 金属线波导 耦合与传播特性 有效耦合方法
语言:

中文摘要

自由空间强场太赫兹(THz)辐射在非平衡量子物态调控、全光电子加速与操控、太赫兹生物效应等方面具有重要应用。然而,诸如太赫兹内窥镜、强场太赫兹近场非线性光学及高功率器件等应用亟需深入理解强场THz与物质的相互作用机制。为此,本文系统研究了强场THz波在钨丝表面的耦合与传播特性,并实现了双线耦合与交叉耦合两种有效耦合方式,使THz表面波沿钨丝传播距离达100 mm。该工作为金属导线实现强场THz波的有效操控提供了可行途径。

English Abstract

Free-space strong-field terahertz (THz) radiation has significant applications in non-equilibrium quantum matter modulation, all-optical electron acceleration and manipulation, THz biomedical effects, and so on. However, certain applications like THz endoscopes, strong-field THz near-field nonlinear optics, and THz high-power devices require a deep understanding of strong-field THz–matter interaction mechanisms. Therefore, improving the manipulation of strong-field THz coupling and propagation characteristics, particularly through the use of metal wire waveguides, is crucial. To this end, we systematically investigate the coupling and propagation characteristics of strong-field THz waves on the surface of tungsten wires and implement two effective coupling methods: two-wire coupling and crossover coupling. This allows for a propagation distance of up to 100 mm along the tungsten surface as THz surface waves. This effective control of strong-field THz waves using metal wires enables the
S

SunView 深度解读

该强场太赫兹波耦合传播技术对阳光电源功率器件及电磁兼容设计具有重要参考价值。研究中的多物理场耦合机制与SiC/GaN功率模块的高频电磁场传播特性高度相关,可为ST储能变流器和SG逆变器的母排、散热器等金属导体上的高频干扰抑制提供理论指导。特别是在1500V高压系统中,强电场下的表面波传播特性研究有助于优化功率模块封装设计,降低EMI辐射。此外,该技术对电动汽车驱动系统中电机绕组、屏蔽线缆的高频耦合损耗分析及OBC充电机的电磁兼容设计具有借鉴意义,可提升产品可靠性和效率。