超材料是一種利用自然界中已有的物質(zhì),由人工設(shè)計的具有周期性結(jié)構(gòu)的材料。通過合理地選取所使用的材料及合適的結(jié)構(gòu)尺寸,能夠獲得一些不存在于自然界的非常規(guī)的優(yōu)越性能的特性。在電磁隱身、能量收集、完美透鏡等方面均存在著廣泛的應(yīng)用。超材料完美吸收器(Metamaterial Perfect Absorber,MPA)是超材料研究的一個分支,通過設(shè)計某種特定結(jié)構(gòu)的超材料,實現(xiàn)能夠?qū)υ谔囟úㄩL下的入射光波的吸收作用。伴隨著對超材料的不斷研究以及實際應(yīng)用的需求,實現(xiàn)寬帶吸收成為了超材料的研究熱門之一。對光波實現(xiàn)寬帶吸收可以極大地拓寬使用場景,例如太陽能電池。除此之外,我們還需要研究如何實現(xiàn)更大角度入射時仍保持超材料的吸收效率的特性,以及需要考察其偏振敏感的特性。伴隨著吸收效果的提高,存在一些其他的問題,例如結(jié)構(gòu)厚度控制不當(dāng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、實際制造難度大等。因此,也需要對這些缺點進(jìn)行改進(jìn)。針對可能存在的問題,我們總結(jié)了以前的研究結(jié)果,在這里設(shè)計了兩種類型的MPA,實現(xiàn)了對覆蓋從可見光到中紅外范圍內(nèi)超寬帶寬的吸收能力。并且分別從結(jié)構(gòu)特性及材料特性分析了兩類超材料寬波段吸收性能的差異,進(jìn)而研究了對吸收率產(chǎn)生...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 發(fā)展動態(tài)分析
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 MPA的原理與分析方法
    2.1 超材料的性質(zhì)
    2.2 超材料完美吸收的原理分析
        2.2.1 完美吸收原理
        2.2.2 磁激元共振
        2.2.3 阻抗匹配
    2.3 S參數(shù)的提取
    2.4 電磁仿真軟件原理及應(yīng)用
    2.5 本章小結(jié)
第3章 疊層結(jié)構(gòu)的MPA的設(shè)計
    3.1 疊層超材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計
    3.2 超材料的仿真
    3.3 超材料的偏振敏感性及角度寬容性
    3.4 超材料完美吸收的原理分析
    3.5 疊層結(jié)構(gòu)超材料的層數(shù)對吸收率的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 可見光及近紅外波段超材料寬帶吸收器的設(shè)計
    4.1 三層結(jié)構(gòu)的MPA的設(shè)計
    4.2 超材料的仿真
    4.3 超材料的偏振敏感性及寬容度分析
    4.4 超材料吸收的原理分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 中紅外波段MPA的設(shè)計
    5.1 簡單三層結(jié)構(gòu)的MPA的設(shè)計
    5.2 超材料的仿真
    5.3 超材料的偏振敏感性及寬容度分析
    5.4 超材料的吸收原理分析
    5.5 超材料的結(jié)構(gòu)尺寸對吸收的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3871586