【摘要】：太赫茲波通常被定義為0.1-10THz范圍內(nèi)的電磁波,在科學(xué)應(yīng)用方面具有巨大潛在應(yīng)用價(jià)值但缺少有效地開發(fā)。太赫茲技術(shù)發(fā)展的過程中,功能器件的集成化和智能化是必然趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)太赫茲波的主動(dòng)控制是至關(guān)重要的一步。目前,實(shí)現(xiàn)太赫茲主動(dòng)控制的方法大部分都利用材料本身的非線性特性,很大程度上限制了太赫茲波傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)調(diào)制范圍。本文基于雙層材料之間熱膨脹系數(shù)的差異,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的三維變形,設(shè)計(jì)出一種動(dòng)態(tài)可調(diào)太赫茲濾波器,具體研究內(nèi)容如下:(1)將傳統(tǒng)開口諧振環(huán)(SRR,Split-ring resonator)與可動(dòng)懸臂相結(jié)合,設(shè)計(jì)出雙層(Al和Si O2)可動(dòng)懸臂陣列。利用雙層材料之間熱膨脹系數(shù)的差異,通過改變溫差實(shí)現(xiàn)懸臂的彎曲,設(shè)計(jì)出調(diào)制范圍達(dá)到0.32THz動(dòng)態(tài)可調(diào)濾波器。并采用電磁理論深入分析了引起諧振偏移的物理機(jī)制。(2)本文同時(shí)采用了新型形狀記憶材料(Shape Memory Material,SME)Ni Ti合金進(jìn)行雙層SRR可動(dòng)懸臂陣列的設(shè)計(jì)仿真,理論上驗(yàn)證了形狀記憶合金Ni Ti在超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的可行性。形狀記憶效應(yīng)指將材料在特定條件下進(jìn)行變形,通過施加適當(dāng)?shù)耐饨鐥l件,材料可以恢復(fù)到變形前形狀的現(xiàn)象。和普通金屬相比,形狀記憶合金具有形變量大,可恢復(fù)性和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。(3)為了驗(yàn)證形狀記憶合金Ni Ti的形狀記憶效應(yīng),文章采用傳統(tǒng)光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)了SRR可動(dòng)懸臂陣列樣品的加工,并采用干涉儀對(duì)Ni Ti的形狀記憶效應(yīng)進(jìn)行了表征,實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了Ni Ti的可恢復(fù)效果。(4)采用太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)(THz-TDS)對(duì)SRR可動(dòng)懸臂陣列樣品進(jìn)行了光譜測(cè)量,詳細(xì)分析了不同溫度下太赫茲透射譜的變化情況。對(duì)于實(shí)驗(yàn)和仿真存在的差異,文中給出了詳細(xì)的原因分析,并提出了進(jìn)一步的優(yōu)化方案。
[Abstract]:Terahertz wave is usually defined as electromagnetic wave in the range of 0.1-10THz. It has great potential application value but lack of effective development in the application of science. In the process of the development of terahertz technology, the integration and intelligence of functional devices is the inevitable trend. It is a crucial step to realize the main dynamic control of the terahertz wave. Most of the methods of Hertz active control make use of the nonlinear characteristics of the material itself, which greatly limits the dynamic modulation range of the terahertz wave transmission. Based on the difference of the thermal expansion coefficient between the double layers, the three-dimensional deformation of the structure is realized. A dynamic tunable terahertz filter is designed. The specific contents are as follows: (1) By combining the traditional SRR (Split-ring resonator) with the movable cantilever, a double layer (Al and Si O2) movable cantilever array is designed. Using the difference of thermal expansion coefficient between the double layers, the bending of the cantilever is realized by changing the temperature difference. The modulation range is designed to achieve the 0.32THz dynamic tunable filter. The electromagnetic theory is used for deep analysis. The physical mechanism that causes the resonance migration. (2) the design and Simulation of a double layer SRR movable cantilever array with a new shape memory material (Shape Memory Material, SME) Ni Ti alloy is used at the same time. In theory, the feasibility of the shape memory alloy Ni Ti in the structure design of supermaterial is verified. The shape memory effect refers to the material in a particular strip. The material can be restored to the shape before deformation by applying appropriate external conditions. Compared with ordinary metal, shape memory alloy has the advantages of large shape variable, recoverability and practicability. (3) in order to verify shape memory effect of shape memory alloy Ni Ti, the article uses traditional photolithography to realize SRR The machined cantilever array samples were processed and the shape memory effect of Ni Ti was characterized by interferometer. The recoverable effect of Ni Ti was verified experimentally. (4) the terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) was used to measure the SRR movable cantilever array samples, and the changes of the terahertz transmission spectrum at different temperatures were detailed and analyzed. For the differences between experiment and simulation, the detailed cause analysis is given, and further optimization plan is put forward.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713;O441.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周澤魁;張同軍;張光新;;太赫茲波科學(xué)與技術(shù)[J];自動(dòng)化儀表;2006年03期

2 李玉林;陳華;汪力;彭慰先;;太赫茲波的產(chǎn)生、傳播和探測(cè)[J];現(xiàn)代物理知識(shí);2006年03期

3 江世亮;邱德青;王禹;;太赫茲:又一場(chǎng)“前沿革命”——該技術(shù)“空白領(lǐng)域”漸成熱門,將極大地改變?nèi)祟惿頪J];世界科學(xué);2006年10期

4 王琳;陳鶴鳴;;太赫茲輻射源與波導(dǎo)耦合研究新進(jìn)展[J];光電子技術(shù);2007年04期

5 張剛;;淺談太赫茲波技術(shù)及其應(yīng)用[J];科技廣場(chǎng);2007年11期

6 曹鐵嶺;姚建銓;;基于法布里-珀羅干涉儀的太赫茲波長測(cè)試儀[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2008年02期

7 曹鐵嶺;姚建銓;鄭義;;基于法布里-珀羅干涉儀的太赫茲波波長測(cè)試方法[J];光學(xué)儀器;2008年02期

8 趙國忠;;太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2009年03期

9 董慶楠;;淺談太赫茲波的特點(diǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年07期

10 魏華;;太赫茲探測(cè)技術(shù)發(fā)展與展望[J];紅外技術(shù);2010年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 張存林;牧凱軍;;太赫茲波譜與成像[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文集[C];2009年

2 張敏;權(quán)潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產(chǎn)品分布檢測(cè)中的應(yīng)用[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

3 戴厚梅;劉勁松;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程的研究進(jìn)展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2011年

4 李喜來;徐軍;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫茲波軍事應(yīng)用研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 張存林;趙國忠;沈京玲;張巖;;太赫茲波譜與成像[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

7 范文慧;;太赫茲波譜成像技術(shù)與應(yīng)用[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

8 趙國忠;梁衛(wèi)華;張存林;楊國楨;;太赫茲波傳播特性及成像研究[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

9 郭瀾濤;牧凱軍;左劍;張振偉;張存林;;爆炸物的太赫茲超寬帶光譜研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測(cè)技術(shù)在安全領(lǐng)域的研究進(jìn)展[A];第二屆全國危險(xiǎn)物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 本報(bào)記者 袁志勇;張巖：借太赫茲波“穿墻透視”[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

2 本報(bào)記者　江世亮 邱德青 實(shí)習(xí)生 王禹;太赫茲：又一場(chǎng)“前沿革命”[N];文匯報(bào);2006年

3 記者 任海軍;有設(shè)備會(huì)“透視”可“分辨”爆炸物[N];新華每日電訊;2010年

4 常麗君;太赫茲脈沖可提高砷化鎵電子密度[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 本報(bào)記者　 繆琴;神奇“太赫茲”改變你生活[N];成都日?qǐng)?bào);2006年

6 常麗君;科學(xué)家開發(fā)出石墨烯太赫茲設(shè)備樣機(jī)[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

7 ;英“遠(yuǎn)程透視眼”能看穿衣服,但不看“隱私”[N];新華每日電訊;2008年

8 實(shí)習(xí)記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內(nèi)首臺(tái)太赫茲安檢儀發(fā)布[N];中國航空?qǐng)?bào);2014年

9 劉霞;集成太赫茲收發(fā)器在美問世[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

10 本報(bào)記者 侯鐵中;太赫茲研究的中國高度[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 谷建強(qiáng);太赫茲奇異介質(zhì)研究[D];天津大學(xué);2010年

2 王昌雷;太赫茲波操控技術(shù)與器件研究[D];天津大學(xué);2010年

3 王新柯;太赫茲實(shí)時(shí)成像中關(guān)鍵技術(shù)的研究與改進(jìn)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 杜海偉;激光等離子體產(chǎn)生太赫茲波輻射研究[D];上海交通大學(xué);2012年

5 李夢(mèng)月;高溫超導(dǎo)太赫茲輻射源的研究[D];南京大學(xué);2013年

6 褚政;太赫茲脈沖調(diào)制熒光現(xiàn)象研究[D];華中科技大學(xué);2013年

7 張逸竹;新型寬帶太赫茲源物理機(jī)制的研究[D];南開大學(xué);2012年

8 左志高;太赫茲相干層析成像及相關(guān)功能器件研究[D];華中科技大學(xué);2013年

9 葉龍芳;基于光整流的太赫茲源與新型太赫茲導(dǎo)波結(jié)構(gòu)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

10 李璐杰;太赫茲波的產(chǎn)生及其對(duì)太赫茲波進(jìn)行三維探測(cè)的研究[D];南開大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李宇曄;模擬沙塵條件下的太赫茲波透射特性研究[D];首都師范大學(xué);2008年

2 焦月英;連續(xù)太赫茲波成像技術(shù)的研究[D];首都師范大學(xué);2008年

3 肖健;光電導(dǎo)天線產(chǎn)生太赫茲波的研究[D];西北大學(xué);2010年

4 黃時(shí)光;太赫茲波傳輸特性研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

5 吳兆耀;連續(xù)波太赫茲成像實(shí)驗(yàn)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

6 緱俊培;太赫茲波技術(shù)及成像應(yīng)用探討[D];鄭州大學(xué);2009年

7 李曉文;太赫茲源及太赫茲波導(dǎo)的理論和實(shí)驗(yàn)研究[D];鄭州大學(xué);2012年

8 周青山;調(diào)頻連續(xù)太赫茲波成像的信號(hào)分析與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2013年

9 姬江軍;太赫茲波導(dǎo)系統(tǒng)中關(guān)鍵器件的初步研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2013年

10 姜雪;太赫茲波對(duì)金屬共振環(huán)的透射和吸收特性的影響[D];首都師范大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：2157861