太赫茲超材料的設計與性能控制研究.pdf

1、太赫茲因其獨特的性質(zhì)被廣泛地應用于安全檢查、物質(zhì)檢測、保密通信等領(lǐng)域。但是，由于相關(guān)發(fā)射和探測技術(shù)的落后，太赫茲波成為為電磁波譜中最后一個研究空白。超材料因其優(yōu)異的電磁性質(zhì)成為電磁學的一個重要分支，通過合理設計超材料的結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)，可以對電磁波進行任意的剪裁，因此太赫茲超材料的出現(xiàn)為太赫茲技術(shù)的發(fā)展和應用帶來了新的機遇。本文主要開展太赫茲超材料吸波器的設計、制備及性能調(diào)控等研究，主要研究內(nèi)容及結(jié)論概括如下：
　?。?）設計了一種

2、具有螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)的新型超材料。系統(tǒng)的仿真結(jié)果顯示，與常規(guī)超材料吸波器的調(diào)節(jié)方式不同，在材料的種類及厚度都不變的情況下，僅通過改變表面螺旋環(huán)的環(huán)數(shù)或環(huán)的起始和終止位置，就能高效地調(diào)節(jié)螺旋環(huán)超材料的太赫茲響應性能。這是因為螺旋環(huán)能夠產(chǎn)生較強的耦合作用，同時由于其諧振的不完全對稱性，使螺旋環(huán)超材料的響應頻率更加依賴結(jié)構(gòu)參數(shù)。而且，這種超材料的吸收響應頻率可以通過駐波公式計算得到、具有可預見性。
　?。?）利用微細加工中的掩膜和光刻兩種技術(shù)

3、分別成功地制備出柔性超材料吸波器。形貌表征結(jié)果顯示，采用掩膜技術(shù)所制備的柔性太赫茲超材料吸波器的表面方形諧振器更規(guī)則、邊緣更整齊。重要的是，SiNx掩膜可以反復利用，使超材料的制備更加容易。
　?。?）通過外力使柔性太赫茲超材料吸波器發(fā)生彎曲的方式，對超材料的太赫茲響應特性進行調(diào)節(jié)，由此使其響應頻率從4.45 THz調(diào)節(jié)到5.26 THz，調(diào)節(jié)范圍可達0.81THz，并通過等效電路法進行了分析論證。
　　（4）在已經(jīng)制備出柔