基于超材料的太赫茲功能器件.pdf

1、太赫茲技術(shù)是世界范圍內(nèi)備受矚目的研究方向，在很多前沿領(lǐng)域都有著潛在的應(yīng)用前景。開發(fā)太赫茲功能器件將在很大程度上促進(jìn)太赫茲技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。然而，目前基于傳統(tǒng)方法的太赫茲功能器件還很稀少或昂貴。超材料作為一種性質(zhì)可控的電磁材料，為設(shè)計(jì)太赫茲功能器件提供了一種有效的方法。本論文詳細(xì)研究了多種基于超材料的太赫茲功能器件，具體內(nèi)容如下:
　　1.用超材料類比地實(shí)現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明這一量子現(xiàn)象吸引了研究人員的興趣。然而，目前的電磁誘導(dǎo)透明超材料

2、都強(qiáng)烈地依賴入射光的偏振。這里，本論文提出了一種超材料，它由具有4次旋轉(zhuǎn)對稱性的微結(jié)構(gòu)組成。實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果顯示它可以實(shí)現(xiàn)偏振無關(guān)的電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。利用耦合模理論，很好地對該結(jié)構(gòu)的工作機(jī)制進(jìn)行了解釋。該偏振無關(guān)特性將使得它更加適用于實(shí)際應(yīng)用。
　　2.目前，用超材料類比地實(shí)現(xiàn)電磁誘導(dǎo)吸收這一量子現(xiàn)象的工作還很少，現(xiàn)有的此方面工作對于電磁波的吸收程度還很小。這里，本論文提出了一種由三種微結(jié)構(gòu)振蕩器組成的電磁誘導(dǎo)吸收超材料，可以強(qiáng)烈地

3、吸收太赫茲波。實(shí)驗(yàn)、模擬和理論結(jié)果吻合得很好。該設(shè)計(jì)將在吸收性光開關(guān)方面有重要的應(yīng)用價值。
　　3.用超表面控制電磁波的相位突變已成為了一個熱點(diǎn)話題，這種用微結(jié)構(gòu)來局域地控制電磁場出射相位的方法幾乎可以生成任意的波前形狀。這里，本論文提出了一種C形振蕩器來控制太赫茲波的相位和波前，設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)上證明了一個寬帶的太赫茲平面型偏折分光器和一個奇異菲涅爾波帶片，結(jié)果與理論預(yù)測非常吻合。該設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)太赫茲空間波調(diào)制器方面有重要的應(yīng)用前景。

4、
　　4.當(dāng)前，大多數(shù)用于相位控制的超表面器件都基于金屬，其電磁波操控效率較低且面臨歐姆損耗問題。這里，本論文提出了一種基于硅的介質(zhì)超材料，用于高效地控制太赫茲波的相位。在此基礎(chǔ)上，又引入了振幅控制機(jī)制，設(shè)計(jì)了三種奇異光柵，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論與模擬結(jié)果吻合得很好。該設(shè)計(jì)將在高效率太赫茲空間波調(diào)制器件方面有重要的應(yīng)用前景。
　　5.表面波是一種傳播在金屬和介質(zhì)界面處的電磁波，在下一代芯片光路器件方面有著重要的應(yīng)用前景。這里，本論