DAST超材料的設(shè)計(jì)及特性研究.pdf

1、近年來，超材料的研究覆蓋了眾多領(lǐng)域，從微波波段到可見光波段，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究。最近，超材料在非線性、可增益、動(dòng)態(tài)可調(diào)、光轉(zhuǎn)換以及量子等方面取得的新進(jìn)展，使超材料成為研究一些特殊物理現(xiàn)象的一個(gè)豐富多彩的媒介，并為光子學(xué)器件的突破性發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對(duì)甲基苯磺酸鹽（簡(jiǎn)稱DAST）是一種非常重要的有機(jī)材料，具有顯著的雙折射效應(yīng)、橫向光學(xué)聲子、電光效應(yīng)以及二階非線性效應(yīng)，在太赫茲發(fā)射、探測(cè)領(lǐng)域，

2、以及高速電光調(diào)制、電光采樣、集成光波導(dǎo)等光學(xué)集成器件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將DAST晶體作為超材料的介電層，利用DAST晶體的雙折射效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了響應(yīng)頻率隨入射光偏振方向變化的超材料。仿真結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的超材料結(jié)構(gòu)，其響應(yīng)頻率可在1.54THz到2.07THz范圍內(nèi)變化，變化范圍達(dá)到29％。⑵利用DAST晶體在1.1THz處的橫向光學(xué)聲子，將DAST的分子振動(dòng)與超材料的結(jié)構(gòu)振動(dòng)集成到一個(gè)系統(tǒng)中。仿真結(jié)果

3、表明：DAST超材料耦合系統(tǒng)屬于光與物質(zhì)的強(qiáng)耦合，系統(tǒng)的真空Rabi分裂頻率為0.37THz，是本征振動(dòng)頻率1.1THz的31%。仿真得到的隨超材料結(jié)構(gòu)尺寸變化的分裂峰，其分布曲線與理論計(jì)算預(yù)測(cè)結(jié)果吻合得很好。⑶成功地制作出DAST多晶超材料，并進(jìn)行了太赫茲響應(yīng)測(cè)試。結(jié)果表明，在響應(yīng)頻率1.04THz處，超材料的吸收率達(dá)50%。此外，在原有的 Al/Si襯底基礎(chǔ)上，引入圖形化 SiO2層后，DAST薄膜的平整度獲得明顯改善，DAST多晶