由于信息科技的發(fā)展和進(jìn)步,表面等離子體器件已經(jīng)成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)領(lǐng)域的重要研究方向和熱點(diǎn),基于此實(shí)現(xiàn)光開關(guān)功能更是受到人們的關(guān)注。早期的研究一般用金屬/介質(zhì)波導(dǎo),但是較差的動態(tài)可調(diào)控性限制了它們在光開關(guān)方面的發(fā)展和應(yīng)用。石墨烯因其靈活的可調(diào)諧性和對光的高約束特性引起了人們極大的關(guān)注。本文研究了基于石墨烯材料實(shí)現(xiàn)的光開關(guān)器件和光路由器件,并詳細(xì)研究了它們的性質(zhì),主要的研究內(nèi)容如下:（1）提出一種新型石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu)太赫茲光開關(guān)�；谑┎牧显O(shè)計(jì)并優(yōu)化了不同波導(dǎo)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)THz波在石墨烯波導(dǎo)中的高效傳輸及操控。THz波從石墨烯波導(dǎo)左端進(jìn)行入射,與石墨烯波導(dǎo)相互耦合并產(chǎn)生能夠在波導(dǎo)上傳輸?shù)谋砻娴入x子體波。我們通過在石墨烯波導(dǎo)特定輸出通道設(shè)置合適的偏置電壓,調(diào)整該輸出通道的石墨烯化學(xué)勢,從而可以控制THz波在該輸出通道的導(dǎo)通及中斷,并且也能夠?qū)崿F(xiàn)輸入能量從輸入端傳輸?shù)教囟ǖ妮敵龆�。�?）提出一種主動可控Fano共振太赫茲光開關(guān)�；谑╇p開口環(huán)結(jié)構(gòu),平面波垂直入射到具有不同參量的結(jié)構(gòu),研究其共振特性及相應(yīng)的共振波長,優(yōu)化調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù),實(shí)現(xiàn)Fano共振。我們通過對磁場分布的分析,研究了產(chǎn)生Fano... 

【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)】：64 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(a)軍事應(yīng)用；(b)和(c)安全檢測；(d)通信應(yīng)用2 Applications of terahertz waves (a) military applications; (b) and (c) security de(d) communications applications.雷達(dá)領(lǐng)域，主要是利用太赫茲波具有的高分辨率。太赫茲輻射具有波長及更高的時(shí)間精度，因此使用太赫茲雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行敏感檢測基于太赫茲波實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)應(yīng)用可以探測比微波雷達(dá)更小的目標(biāo)、實(shí)位。在遠(yuǎn)程軍事目標(biāo)檢測、顯示前方煙霧中的坦克、遠(yuǎn)距離成像、方面有重要的應(yīng)用。太赫茲雷達(dá)發(fā)射的太赫茲脈沖包含了豐富的頻飛行物體的吸波涂層失去作用。太赫茲波具有非常寬的頻譜，可工技術(shù)所能對抗的波段之外，因此它能探測隱身目標(biāo)，獲得隱身飛機(jī)赫茲波技術(shù)常被用于安全檢查方面。利用安全檢查應(yīng)該說是現(xiàn)階段THz 技術(shù)，它的本質(zhì)原理是 THz 成像[7-10]。由于 THz 射線的穿透性

可以提供接近 10GB/s 的無線傳輸速率，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[26-28]。其次，太赫茲波束更窄，具有極高的方向性、更好的保密性、較強(qiáng)抗干擾和云霧及偽裝物穿透能力，可以在大風(fēng)、沙塵以及濃煙等惡劣的戰(zhàn)場環(huán)境下以極高的帶寬進(jìn)行定向、高保密甚至明碼軍事通信。雖然太赫茲波有眾多優(yōu)越的特性以及廣泛的應(yīng)用前景，但是從太赫茲技術(shù)的發(fā)展來看，太赫茲技術(shù)發(fā)展的時(shí)間較晚，所以其發(fā)展與其他光學(xué)波段相比還存在不足，導(dǎo)致基于太赫茲技術(shù)的功能性器件還很稀缺或者價(jià)格昂貴[11]�，F(xiàn)在，隨著越來越多的學(xué)者關(guān)注到太赫茲領(lǐng)域，太赫茲領(lǐng)域越來越多特定功能的器件被研究，例如在光通信領(lǐng)域中對光開關(guān)以及路由器的研究[29-31]。之前其他學(xué)者研究的都是基于金屬結(jié)構(gòu)在太赫茲波段的光開關(guān)，但是較差的動態(tài)可調(diào)控性限制了它們在光開關(guān)方面的發(fā)展和應(yīng)用。石墨烯材料的出現(xiàn)打破了這一局限性而受到人們極大的關(guān)注，于是基于石墨烯材料實(shí)現(xiàn)的太赫茲光開關(guān)功能器件層出不窮。1.3 石墨烯太赫茲光開關(guān)簡介1.3.1 石墨烯簡介


本文編號：3132736