太赫茲頻譜可重構(gòu)MEMS超材料研究.pdf

1、近年來，太赫茲技術(shù)飛速發(fā)展。作為完整的太赫茲系統(tǒng)，除了光源和探測器外還需要研究促進(jìn)傳輸過程以及各種銜接所需要的太赫茲器件，因此基于超材料的各類太赫茲器件如濾波器、吸收器等成為近年研究的熱點(diǎn)。如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)太赫茲超材料的頻譜可重構(gòu)特性以及拓展其應(yīng)用范圍顯得越來越重要。MEMS研究的尺寸恰好與太赫茲亞波長相吻合，因此MEMS技術(shù)是制備微米乃至納米級(jí)超材料的最優(yōu)選擇，再結(jié)合MEMS驅(qū)動(dòng)技術(shù)，通過改變超材料周期單元的幾何參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)頻譜的可重

2、構(gòu)。本論文通過理論分析、軟件仿真和流片測試，研究了基于MEMS技術(shù)的共振頻率可調(diào)的太赫茲超材料和基于超材料的太赫茲波吸收器。
　　首先基于MEMSCAP公司的MetalMUMPs工藝設(shè)計(jì)了基于熱驅(qū)動(dòng)方式的共振頻率連續(xù)可調(diào)的超材料模型，利用CST Microwave Studio仿真平臺(tái)分析了單元結(jié)構(gòu)參數(shù)對共振頻率變化的影響，在此基礎(chǔ)上利用Comsol Multiphysics建模分析了MEMS熱驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)模型，分析了不同驅(qū)動(dòng)電流下驅(qū)

3、動(dòng)結(jié)構(gòu)的位移參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了共振頻率從1.371 THz到1.574 THz連續(xù)可調(diào)的超材料。
　　在此基礎(chǔ)上，基于對共振頻率可調(diào)超材料的研究，本文結(jié)合MEMS表面犧牲層工藝，建模仿真了基于頻譜可重構(gòu)超材料的吸收器，實(shí)現(xiàn)了吸收峰頻率從0.87 THz到0.96 THz的連續(xù)可調(diào)，吸收率峰值在整個(gè)可調(diào)區(qū)間內(nèi)保持在96％以上，半波峰頻譜寬度和波峰頻率的比值小于4％。
　　為了測試太赫茲超材料的性能，本文基于柔性聚合物材料設(shè)計(jì)了太