太赫茲（THz）由于其獨(dú)特性質(zhì)使其在現(xiàn)實(shí)生活有非常大的應(yīng)用前景,但是由于太赫茲發(fā)射源和探測器的發(fā)展滯后,太赫茲技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。并且由于太赫茲功能器件往往設(shè)計(jì)復(fù)雜,難以實(shí)現(xiàn)集成也限制了太赫茲技術(shù)的發(fā)展。近些年來,超表面由于對相位、振幅及偏振的超強(qiáng)操縱能力,為太赫茲技術(shù)的發(fā)展提供了新的思路。本文基于電介質(zhì)超表面,設(shè)計(jì)了一系列具有特定功能的太赫茲器件,具體內(nèi)容包括:（1）提出幾種基于硅微磚結(jié)構(gòu)超表面的THz功能器件。通過一種矩形硅微磚結(jié)構(gòu)的雙對稱特性,在這個(gè)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的波導(dǎo)共振允許硅微磚沿x軸和y軸的尺寸分別控制入射的x偏振光和y偏振光的透射相位和振幅,而且可以實(shí)現(xiàn)2π的相位覆蓋同時(shí)透射振幅超過90%。基于這個(gè)原理我們設(shè)計(jì)了三種類型的太赫茲功能器件:偏振相關(guān)分束器、偏振無關(guān)的光束偏轉(zhuǎn)器、雙聚焦透鏡。仿真實(shí)驗(yàn)證實(shí)我們設(shè)計(jì)的這些偏振功能器件可以高效率地操縱透射的太赫茲波。（2）提出了幾種波片與光學(xué)器件相結(jié)合的雙功能超表面THz器件。基于上述所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),我們將波片和偏轉(zhuǎn)器,波片和聚焦透鏡結(jié)合起來設(shè)計(jì)了四種雙功能器件:四分之一波片/光束偏轉(zhuǎn)器、半波片/光束偏轉(zhuǎn)器、四分之一波片/超透鏡... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中的位置

圖 1.2 太赫茲波的應(yīng)用應(yīng)用(b)安全檢測(c)醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的鋸齒成像宇宙探測(d)3 種毒品在不同的成像結(jié)果(e)宇宙探測 (a) Military applications (b) Safety testing (c) Sawtooth imaging in medical appliImaging results of three drugs at different frequencies (e) Cosmic exploration通信領(lǐng)域，常用太赫茲波作為信息載體去進(jìn)行遠(yuǎn)距離的通信[5]。相對術(shù)而言，太赫茲通信技術(shù)的傳輸容量更大，可以提供接近 10GB/s 的，使用太赫茲通信能夠很大程度上改進(jìn)現(xiàn)有的無線通訊速度[6]。另外傳輸過程中有著良好的保密性及較高的信噪比。因此，太赫茲通信軍事領(lǐng)域內(nèi)的通信，像衛(wèi)星與衛(wèi)星間、衛(wèi)星與地球間的通信傳輸，中局域網(wǎng)之間的寬帶移動通訊。日常生活中，太赫茲波技術(shù)常被用于安全檢測方面，例如機(jī)場、火的安檢站。由于太赫茲波的穿透能力介于可見光和 X 射線之間，而不會損害人體或生物組織同時(shí)太赫茲波也無法穿透金屬，因此，安茲技術(shù)能非常容易的辨別含有金屬的不讓隨身攜帶的危險(xiǎn)物品，例

第一章 緒論引入了突變相位進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了電磁波的調(diào)控，并推導(dǎo)了廣義的菲涅爾他們通過調(diào)節(jié) V 型單元結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)(V 型)調(diào)控出射的電磁波的現(xiàn) 0 ~2 的相位調(diào)制，如圖 1.3(b)，自此開啟了超表面研究領(lǐng)域的上，2012 年，他們又用該結(jié)構(gòu)，完成了四分之一波片的設(shè)計(jì)[14](如圖 兩組相同的 v 形天線組成，這兩組天線在 x 方向錯(cuò)開了 2 個(gè)子單元線有 8 個(gè)子結(jié)構(gòu)，沿 x 方向上的相鄰結(jié)構(gòu)間的相位梯度相差 4，這在 y 方向上的相鄰的結(jié)構(gòu)之間相位差就是 2。因此，光入射到超表的相位梯度一致，經(jīng)過這該結(jié)構(gòu)的透射光向相同的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。方向上引入了 2的相位差使得入射的線偏振光轉(zhuǎn)化為圓偏振光。廣的重新推導(dǎo)，推進(jìn)了平面光學(xué)的進(jìn)展引發(fā)了對梯度超表面的極大興料研究熱點(diǎn)開始向梯度超表面（所謂的平面光學(xué)），電磁感應(yīng)透明(Fano)以及石墨烯的超表面轉(zhuǎn)變。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超表面相位調(diào)控原理及應(yīng)用[J]. 李雄,馬曉亮,羅先剛.  光電工程. 2017(03)
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[3]太赫茲科學(xué)與技術(shù)[J]. 牧凱軍,張振偉,張存林.  中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2009(03)
[4]太赫茲技術(shù)在通信方面的研究進(jìn)展[J]. 申金娥,榮健,劉文鑫.  紅外與激光工程. 2006(S3)
[5]太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國基礎(chǔ)科學(xué). 2006(01)



本文編號：2976099