太赫茲波段的超材料調(diào)制器的研制與設(shè)計(jì).pdf

1、本文主要基于電磁超材料的特性完成以下三部分的工作：極化不敏感的電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)(EIT)的調(diào)制器設(shè)計(jì)，多頻帶諧振調(diào)制器的設(shè)計(jì)與研制，低電導(dǎo)率材料的超寬帶吸收調(diào)制器設(shè)計(jì)。
　　在 EIT效應(yīng)的太赫茲調(diào)制器設(shè)計(jì)中主要完成以下三部分的工作：首先，完成亮-亮模式耦合的極化不敏感EIT效應(yīng)的太赫茲調(diào)制器的設(shè)計(jì)，電磁誘導(dǎo)透明點(diǎn)在0.828 THz，Q值為15.3，通過800 nm激光照射半導(dǎo)體襯底改變電導(dǎo)率設(shè)計(jì)出兩種調(diào)制方式，透明點(diǎn)幅度調(diào)制深

2、度分別為73％與34%。其次，完成亮-暗模式耦合的極化不敏感EIT效應(yīng)的太赫茲調(diào)制器設(shè)計(jì)，透明點(diǎn)在0.3 THz，Q值為150。最后，通過研究兩種器件的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)在EIT的頻帶內(nèi)互補(bǔ)原理不適用的現(xiàn)象。
　　在多頻帶調(diào)制器的設(shè)計(jì)與研制中主要完成以下四部分的工作：首先，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種加載螺旋臂的結(jié)構(gòu)雙頻帶諧振結(jié)構(gòu)，諧振結(jié)構(gòu)的諧振頻點(diǎn)分別為0.28 THz、0.59 THz，利用激光照射半導(dǎo)體設(shè)計(jì)兩種調(diào)制方式：第一個(gè)諧振點(diǎn)的S21的幅度

3、調(diào)制深度為54.8%和兩個(gè)諧振點(diǎn)的S21的幅度同時(shí)的調(diào)制深度為54.8%；其次，在雙頻帶諧振結(jié)構(gòu)上添加 L型金屬結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)三頻帶諧振結(jié)構(gòu)，諧振頻點(diǎn)分別為0.256THz、0.49 THz、0.67 THz；然后，利用激光照射在三頻帶諧振結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分別對(duì)第二個(gè)頻點(diǎn)與第三個(gè)頻點(diǎn)的S21幅度的調(diào)制，調(diào)制深度為54.8%，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三個(gè)頻點(diǎn)S21幅度的同時(shí)調(diào)制，調(diào)制深度為41%；最后，完成實(shí)物加工與測試，測試與仿真S21曲線吻合良好。
　　

4、在基于低電導(dǎo)率材料的超寬帶可調(diào)吸收器設(shè)計(jì)中主要完成以下兩方面的工作：首先，利用低電導(dǎo)率的合金材料以開口環(huán)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出超寬帶的吸收結(jié)構(gòu)，半峰值吸收帶寬為4 THz，相對(duì)吸收帶寬Bw=108%，通過激光照射到嵌入結(jié)構(gòu)中的硅半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)x極化入射波的半峰值吸收帶寬在2.4 TH-3.8 THz之間動(dòng)態(tài)調(diào)制。其次，在開口環(huán)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)對(duì)稱的復(fù)合吸收結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)半峰值吸收帶寬為4.3 THz，相對(duì)帶寬 Bw=118%的超寬帶吸收結(jié)構(gòu)，并通過激光激勵(lì)