基于表面微結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收層研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz, THz)波是指頻率在0.1-10THz范圍內(nèi)的電磁波，介于毫米波與紅外波之間。與其它波段的電磁輻射相比具有瞬態(tài)性、寬帶性、低能性、穿透性、懼水性等獨特性質(zhì)。太赫茲探測器是太赫茲科學技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵器件之一，太赫茲波吸收材料及吸收結(jié)構(gòu)是高性能太赫茲探測器的重要保障。本論文針對太赫茲吸收展開超材料結(jié)構(gòu)及多孔粗糙材料的設(shè)計與制備研究。
　　超材料結(jié)構(gòu)被證實可以高效吸收設(shè)定頻段太赫茲波輻射，但該結(jié)構(gòu)與基于微測輻

2、射熱計的探測單元兼容性差，本論文設(shè)計了基于微橋結(jié)構(gòu)的超材料圖形并進行了分析優(yōu)化。本文先設(shè)計尺寸為56μm×56μm十字架超材料結(jié)構(gòu)，CST仿真軟件模擬結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)在2.52THz處對太赫茲波的吸收率近100％；通過該超材料結(jié)構(gòu)的電場、表面電流、功率流、功率損耗等的信息分布可以看出吸收的太赫茲波輻射電場主要分布在頂層結(jié)構(gòu)上，吸收頻率主要由頂層結(jié)構(gòu)決定，入射太赫茲輻射的功率損耗主要分布在介質(zhì)層。本文還設(shè)計了不同尺寸和厚度的超材料結(jié)構(gòu)，通

3、過CST仿真確定了超材料結(jié)構(gòu)對太赫茲輻射吸收的關(guān)系。
　　為了將超材料圖形與微橋結(jié)構(gòu)兼容需縮小超材料圖形尺寸，本文設(shè)計了一種頂端擴展的十字架結(jié)構(gòu)，尺寸單元為28μm×28μm，仿真模擬表明該結(jié)構(gòu)對相同頻率的太赫茲波也能實現(xiàn)將近100%的吸收。同時，對設(shè)計的結(jié)構(gòu)進行了實際制備，測試結(jié)果表明，對太赫茲輻射有明顯的吸收峰。本文還設(shè)計新穎的鋸齒狀微型天線對結(jié)構(gòu)，與一般的天線相比具有尺寸小的特點，該結(jié)構(gòu)在2.75THz處對太赫茲波的吸收率接