طراحی و ساخت لنز تراهرتز

هدف از این پروژه طراحی و ساخت لنز در محدوده ی فرکانسی تراهرتز است. پرتو تراهرتز شامل فرکانس های 1/0 تا 10 تراهرتز می شود، درواقع حدفاصل رنج امواج ماکرون و مادون قرمز دور از طیف امواج مغناطیسی می باشد. پرتو تراهرتز می تواند در مواد طبیعی نفوذ کند و به دلیل انرژی پایین فوتون به آن آسیبی نمی رساند. امواج تراهرتز در فلز نفوذ نمی کنند و از این ویژگی در فرآیند کنترل کیفیت و ... استفاده می شود. یکی از اجزای مهم در تصویربرداری نوری و سیستم های پردازش داده لنز می باشد چون یکی از ویژگی های شناخته شده لنز توانایی آن در ساخت تصویر است. یک لنز از مواد متراکم نوری ساخته می شود و فاصله ی کانونی پارامتر اساسی برای تنظیم ابعاد لنز است. عناصر و ترکیبات مختلفی از جمله کریستال های ( سیلیکون مقاومت بالا رشدیافته به روش ناحیه ی شناور ، کوارتز، سیلیکات آلمنیوم و منیزیم ) و پلیمرها ( پلی اتیلن، پلی متیل پنتن، پیکارین، پلی تترافلوئوراتیلن و... )، در ساختار لنزتراهرتز به کار برده می شوند. در این میان پلیمر ها انتقال یکنواخت پایداری با بازده بالای 90%،80% دارند و طول موج های بلند را نیز عبور می دهند. مواد کریستالی انتقال دهنده ضعیفی هستند به دلیل اتلاف بازتاب موجود حدود 50% تا 70% از میدان را منتقل می کنند. در این پایان نامه با توجه به درصد بالای عبور و جذب پایین در پلیمر پلی تیلن غلظت بالا با استفاده از قالب گیری فشاری، لنزی با فاصله ی کانونی 60 میلی متر طراحی می کنیم. برای شبیه سازی از نرم افزار comsol multphysics 4.3 b استفاده شده است و توزیع میدان در کانون نشان داده می شود. برای کاهش فاصله ی کانونی در این لنز باید شعاع انحنا لنز کروی طراحی شده یا ضریب شکست مواد تشکیل دهنده را افزایش دهیم. افزایش انحنا باعث افزایش انحرافات کروی می شود از این رو با توجه به این نکته که با ترکیب پلی اتیلن با ناخالصی های دیگر، می توان ضریب شکست کلی را افزایش داد، میزان فاصله ی کانونی را کاهش می یابد، بدین منظور ترکیب سیلسیم کربید با جذب کم و ضریب شکست بالا و تقریبا ثابت برابر با 1/3 انتخاب شد. نتایج شبیه سازی گویای صحت فرضیه فوق بود.