【摘要】：太赫茲輻射是0.1~10THz的電磁輻射,波長(zhǎng)在0.03mm~3mm范圍。從19世紀(jì)后期太赫茲波段正式命名之后,涉及太赫茲波段的研究結(jié)果和數(shù)據(jù)卻非常稀少,隨著新技術(shù)和新材料的突破,有效太赫茲輻射源和探測(cè)器的相繼問世,太赫茲技術(shù)的研究和應(yīng)用才有了較快發(fā)展,在民用和軍事領(lǐng)域有著極好的應(yīng)用前景。表面等離子體激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是當(dāng)電磁波入射到金屬與電介質(zhì)分界面時(shí),金屬表面的自由電子發(fā)生集體振蕩,電磁波與金屬表面自由電子耦合而形成的一種沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶挪�。SPPs沿著表面?zhèn)鞑?由于金屬中歐姆熱效應(yīng),它們將逐漸耗盡能量,只能傳播到有限的距離。只有當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸可以與SPPs傳播距離相比擬時(shí),SPPs特性和效應(yīng)才會(huì)顯露出來(lái)。表面等離激元能夠突破衍射極限,并具有很強(qiáng)的局域場(chǎng)增強(qiáng)特點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)納米尺度的光信息傳輸與處理。本文提出了一種雙層矩形開槽的等離子體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。該雙層結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)單層的等離子體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的色散曲線更加偏離光速線,意味著雙層單元結(jié)構(gòu)對(duì)于電磁波有著更強(qiáng)的束縛性。研究以此雙層單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的傳輸線的傳輸特性,結(jié)論是S21參數(shù)在頻率0.2-0.4THz這樣的寬頻帶范圍內(nèi)超過(guò)-1dB,體現(xiàn)了此傳輸線在太赫茲頻段優(yōu)秀的傳輸特性。在此基礎(chǔ)上,我們又提出了雙層人工微結(jié)構(gòu)波分器,該波分結(jié)構(gòu)在0.2THz-1THz范圍內(nèi)反射系數(shù)均小于-10dB,在0.25THz-0.45THz頻率范圍內(nèi),傳輸系數(shù)接近-5dB,可實(shí)現(xiàn)良好平均波分效果。將波分器結(jié)構(gòu)放大100倍,仿真結(jié)果顯示,S11在4GHz-8.5GHz范圍小于-10dB,器件輸入端反射較小;S21和S31參數(shù)在2-10GHz范圍內(nèi)貼近-3dB線并大于-5dB,并且重合,體現(xiàn)了良好的波分效果。最后將提出的波分器用軟件繪制加工圖,進(jìn)行器件實(shí)物加工,并利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀完成了傳輸參數(shù)測(cè)試與分析。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O441.4
【圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中所處的位置

太赫茲光譜技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725398