太赫茲超材料吸波體的設計與特性研究.pdf

1、超材料吸波體因其特殊的電磁性質和完美的吸波特性成為電磁超材料的一個重要分支。太赫茲波作為電磁波譜中有待研究的最后一個頻率窗口，因其獨特的性質被廣泛地應用于無損檢測、醫(yī)療、THz成像、通信等領域。然而，自然界的大多數(shù)材料在太赫茲（THz）頻段的電磁響應均較弱，THz超材料的出現(xiàn)為太赫茲技術的發(fā)展和應用帶來了新的機遇。本文主要研究太赫茲超材料吸波體，涉及太赫茲超材料吸波體的調控、設計及制造。本文的主要研究內容及結論概括如下：
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2、）結合前人的研究成果，本文提出一種調控太赫茲超材料響應的簡易新方法，即將超材料的結構單元整體按比例地放大和縮小。結果表明，已滿足阻抗匹配條件的超材料結構經(jīng)整體比例變化之后，仍然滿足阻抗匹配條件；而且，調整后超材料的吸收頻率與尺寸變化的倍數(shù)成反比；并且，超材料的響應頻帶也隨著單元尺寸的整體縮小而變寬。采用這種方法，我們可以通過調控某一特定頻率響應的超材料，得到一定范圍內對任意入射頻率具有完美吸收（吸收峰值大于98％）的太赫茲超材料。這種調

3、控方法使超材料的設計更加靈活、簡便，并為超材料的理論研究提供了新的思路。
　?。?）本文系統(tǒng)地研究了環(huán)型結構超材料吸波體的吸收頻帶展寬的方法。研究發(fā)現(xiàn)，通過對環(huán)開口和增加開口的個數(shù)，可以使環(huán)的響應頻率大幅度藍移。據(jù)此，本文設計出多諧振吸收（同一單元結構內）組合的寬頻超材料。此外，還設計并優(yōu)化了具有螺旋環(huán)結構的寬頻多頻帶超材料吸波體。
　　（3）重要的是，本文創(chuàng)新性地設計了兩種新型的多層超材料吸波體。此類吸波體是在傳統(tǒng)的三層超

4、材料基礎上，再加入一層超薄的介質層和另一層金屬圖形層，而且表層及中間的兩層金屬圖形層之間存在重疊區(qū)域。這種新型的多層超材料對太赫茲信號具有寬頻吸收、寬角響應、極化不敏感、損耗集中等優(yōu)良特性。目前為止，相關研究還未見國內外文獻報道。本文設計的這些新型超材料具有較強的器件應用前景，有利于推動超材料研究的發(fā)展。
　?。?）研究了太赫茲超材料吸波體的制備工藝，并對其進行表征與測試。研究了聚酰亞胺薄膜的制備方法及工藝參數(shù)、以及Al的腐蝕方法