超材料太赫茲諧振器在EIT及吸波中的應(yīng)用研究.pdf

1、超材料是指由亞波長尺寸結(jié)構(gòu)單元周期性排列而成的人工電磁材料。伴隨著太赫茲(Terahertz，THz)技術(shù)和微納加工技術(shù)的快速發(fā)展，基于超材料的多種功能器件如：EIT諧振器、吸波器、偏振器等被成功應(yīng)用于太赫茲技術(shù)領(lǐng)域?；诔牧辖Y(jié)構(gòu)的電磁感應(yīng)透明(Electromagnetically Induced Transparency，EIT)現(xiàn)象因極大地簡化了量子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)EIT所需的苛刻實驗條件而引起了研究人員的廣泛關(guān)注。本文針對實際研究中在

2、太赫茲波段基于互補超材料結(jié)構(gòu)EIT現(xiàn)象研究較少這一現(xiàn)狀作了進一步完善。此外，還研究了基于新型超材料重摻雜硅的太赫茲吸波器，在太赫茲領(lǐng)域的探測、成像方面具有重要的應(yīng)用。本論文共分三部分，具體內(nèi)容如下：
　　(1)研究了激光直寫技術(shù)制備太赫茲波器件的相關(guān)工藝。主要工作包括勻膠工藝、激光直寫技術(shù)及磁控濺射金屬鍍膜基本原理，詳細介紹了MicroLab:SVG-4A100激光直寫系統(tǒng)的操作流程及原理。
　　(2)利用有限元算法(FEM

3、)對由兩個槽型失諧諧振器(Slot Resonators，SRs)組成的互補超材料單窗口EIT諧振器進行了仿真分析，在0.625THz處出現(xiàn)了一個典型的透明窗口。同時研究了在SRs諧振器之間引入Gap諧振器形成全新的雙窗口EIT現(xiàn)象，該現(xiàn)象是因為Gap諧振器的引入誘導(dǎo)產(chǎn)生額外光學(xué)路徑之間的相消干涉而產(chǎn)生。改變Gap諧振器和SRs諧振器之間相對中心的縱向偏移量可以實現(xiàn)對雙窗口EIT的調(diào)控，這在傳感器、THz集成器件及等離子開關(guān)等方面具有重

4、要應(yīng)用。
　　(3)設(shè)計并制備了兩組基于重摻雜硅的太赫茲完美吸波器。由重摻雜硅襯底層，SiO2薄膜中間層及頂層金屬Cu結(jié)構(gòu)疊加形成一維(1D)條形陣列和二維(2D)十字形陣列的吸波器結(jié)構(gòu)單元。研究了THz偏振方向?qū)?D和2D吸波器的影響。經(jīng)反射式太赫茲時域光譜系統(tǒng)(THz-TDS)測試，實驗測量結(jié)果與仿真結(jié)果一致，在0.4~1.5THz范圍內(nèi)，兩組吸波器的吸收率都高于96％。本文所制備的吸波器因表現(xiàn)出的高效吸波性及加工方式的簡潔性