太赫茲濾波器是太赫茲通信、太赫茲成像和太赫茲檢測等太赫茲應用系統(tǒng)中不可或缺的功能器件。按照不同的分類方式,濾波器有不同的種類,常見的按照選頻功能可分為高通濾波器、低通濾波器、帶阻濾波器和帶通濾波器。為了實現在太赫茲波段的濾波效果,世界各地的研究人員利用不同的結構、材料和控制方式實現了功能各異的太赫茲濾波器,但是考慮到設計的器件要應用到太赫茲系統(tǒng)中,成本低廉、結構簡單、性能優(yōu)越的太赫茲濾波器一直是研究人員的追求。分形概念自提出以來在很多研究領域都有了快速發(fā)展,但是在太赫茲波段的應用還不是很常見,特別是應用于太赫茲功能器件的設計。引入分形中科赫曲線的概念設計并制備了一種新型的太赫茲帶通濾波器,該濾波器是在金屬薄膜上刻蝕出科赫曲線分形結構,當太赫茲波垂直入射到該濾波器時候實現了在太赫茲波段的窄帶濾波。在濾波器的設計過程中,追求理論與實驗相結合,首先在電磁仿真軟件中建立科赫曲線分形結構濾波器模型進行計算,探究分形結構應用于太赫茲波段進行濾波的可行性,在進行多次計算之后得到優(yōu)化后的尺寸和結構,然后根據優(yōu)化后的尺寸加工出科赫曲線分形結構太赫茲濾波器樣品,并且將樣品放在太赫茲時域光譜系統(tǒng)中進行實驗測... 

【文章來源】：光譜學與光譜分析. 2020,40(03)北大核心EISCICSCD

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

(a)周期陣列示意圖; (b)結構單元尺寸圖; (c)方形科赫曲線

圖2所示是濾波器的傳輸曲線, 包括透射系數S21和反射系數S11的仿真結果。 由圖2可知, 當太赫茲波垂直入射時, 該濾波器在0.715 THz處產生諧振, 出現了透射增強的現象。 為了深入理解該科赫曲線分形結構濾波器的傳輸機理, 計算分析了該濾波器在諧振頻率f=0.715 THz處的表面電場和表面電流分布。 從圖3(a)可知, 諧振頻率f=0.715 THz處的電場主要分布在左右兩邊分形結構的邊緣, 強電場分布對應于強的電諧振, 主要反映了相鄰諧振單元之間的強耦合。 由圖3(b)可知, 諧振頻率f=0.715 THz處的大電流主要沿著科赫曲線分布, 且左右兩側對稱分布, 從而形成較強的電諧振。 當入射電磁波與諧振頻率相同時, 將在該頻率點產生太赫茲波透射增強現象。圖3 科赫曲線分形結構太赫茲濾波器在諧振頻率 0.715 THz處(a)電場和(b)表面電流分布

科赫曲線分形結構太赫茲濾波器在諧振頻率 0.715 THz處(a)電場和(b)表面電流分布

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于雙金屬環(huán)的超材料太赫茲寬頻帶通濾波器的設計與研究[J]. 高萬,王建揚,吳倩楠.  激光與光電子學進展. 2021(05)
[2]基于表面增強拉曼散射的多環(huán)芳烴檢測技術[J]. 邸志剛,楊健倓,王彪,賈春榮,王學沛,魏恒勇,裴瑗,吳振剛,姚建銓.  激光雜志. 2021(01)



本文編號：3542049