本文關(guān)鍵詞：太赫茲到紅外輻射轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太赫茲波是處于紅外與毫米波之間,波長在0.03-3mm范圍的電磁波,具有一些獨(dú)特的性質(zhì):寬帶特性、相干特性、低能量特性、瞬態(tài)特性、光譜特征吸收特性、穿透特性等。由于這些特性使得太赫茲波能廣泛應(yīng)用到軍事、通信、生物醫(yī)學(xué)、安全檢查等領(lǐng)域,受到了國內(nèi)外廣泛的關(guān)注和研究。超材料具有負(fù)磁導(dǎo)率、負(fù)介電常數(shù)、負(fù)折射率等特性,在太赫茲領(lǐng)域具有很大的發(fā)展前景。結(jié)合比較成熟的紅外探測技術(shù),本文設(shè)計(jì)了太赫茲到紅外輻射轉(zhuǎn)換器,利用超材料吸收結(jié)構(gòu)將太赫茲波吸收并將能量轉(zhuǎn)換成紅外輻射,再使用紅外探測器進(jìn)行探測。超材料吸收結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)換器的核心部分,需要對太赫茲波進(jìn)行高效地吸收。本文設(shè)計(jì)了開口環(huán)超材料吸收結(jié)構(gòu),由金屬開口環(huán)、介質(zhì)層、金屬反射層組成,研究了超材料結(jié)構(gòu)的吸收原理,并利用CST軟件進(jìn)行了仿真,在2.52THz附近達(dá)到99%的吸收,分析了超材料結(jié)構(gòu)對太赫茲波的吸收特性,包括表面電流分布、能量分布等。分別對超材料結(jié)構(gòu)的圖形尺寸、線條寬度、介質(zhì)層厚度、太赫茲波入射角等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并仿真,研究這些參數(shù)對太赫茲響應(yīng)的影響�；陂_口環(huán)圖形結(jié)構(gòu),通過調(diào)整開口環(huán)開口方向設(shè)計(jì)了多頻吸收結(jié)構(gòu),并做了相應(yīng)的仿真分析。本文通過光刻、磁控濺射、剝離等工藝在柔性介質(zhì)薄膜上制備了開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu),開口環(huán)陣列結(jié)構(gòu)完整均勻,線條寬度為3.5μm左右,與掩模板上的圖形基本一致。研究了實(shí)驗(yàn)步驟和參數(shù),重點(diǎn)分析了光刻步驟和參數(shù)對光刻圖形質(zhì)量的影響,測試并分析了超材料結(jié)構(gòu)對太赫茲波的響應(yīng)特性,與仿真結(jié)果符合。本文將石墨作為紅外發(fā)射層材料,研究了制備石墨涂層的材料、材料配比、實(shí)驗(yàn)詳細(xì)步驟及參數(shù)。制備所得的石墨涂層均勻完整,通過測試分析得到:石墨涂層的紅外吸收率隨著石墨層厚度增加而增加,當(dāng)石墨厚度為8μm時(shí),轉(zhuǎn)換器具有小的熱容,并且在紅外波長為10μm附近,吸收率達(dá)到80%左右。
【關(guān)鍵詞】：太赫茲 超材料吸收結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)換器 光刻 石墨涂層
【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】：2016
【分類號(hào)】：TN21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 太赫茲波概述10-12
• 1.1.1 太赫茲波簡介及特性10-11
• 1.1.2 太赫茲波的應(yīng)用11-12
• 1.2 超材料結(jié)構(gòu)介紹12-20
• 1.2.1 超材料結(jié)構(gòu)背景介紹12-13
• 1.2.2 超材料結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展13-20
• 1.3 論文選題意義以及主要內(nèi)容20-22
• 第二章 太赫茲到紅外輻射轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)的原理分析22-30
• 2.1 太赫茲到紅外輻射轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與工作原理22-23
• 2.2 超材料結(jié)構(gòu)的電磁特性23-26
• 2.2.1 超材料的負(fù)介電常數(shù)特性23-24
• 2.2.2 超材料的負(fù)磁導(dǎo)率特性24-25
• 2.2.3 負(fù)折射特性25-26
• 2.2.4 超材料反常多普勒效應(yīng)26
• 2.3 超材料結(jié)構(gòu)吸收特性26-28
• 2.4 紅外發(fā)射層材料分析28
• 2.5 小結(jié)28-30
• 第三章 太赫茲波段超材料吸收結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真30-44
• 3.1 開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)的吸收原理30-32
• 3.2 開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)仿真32-37
• 3.2.1 仿真軟件CST介紹32-33
• 3.2.2 開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)建模33-34
• 3.2.3 開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)吸收特性34-37
• 3.3 開口環(huán)超材料結(jié)構(gòu)參數(shù)對吸收特性的影響37-41
• 3.3.1 開口環(huán)結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的影響37-38
• 3.3.2 開口環(huán)結(jié)構(gòu)金屬圖形線寬的影響38-40
• 3.3.3 介質(zhì)層厚度參數(shù)影響40
• 3.3.4 太赫茲波入射角的影響40-41
• 3.4 多頻超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真41-43
• 3.5 小結(jié)43-44
• 第四章 超材料吸收結(jié)構(gòu)的制備實(shí)驗(yàn)研究44-54
• 4.1 關(guān)鍵技術(shù)概述44-47
• 4.1.1 光刻技術(shù)原理介紹44-46
• 4.1.2 磁控濺射技術(shù)原理介紹46-47
• 4.2 超材料吸收結(jié)構(gòu)制備工藝流程47-49
• 4.3 開口環(huán)超材料吸收結(jié)構(gòu)的形貌和性能表征49-53
• 4.4 小結(jié)53-54
• 第五章 紅外發(fā)射層的制備實(shí)驗(yàn)研究54-61
• 5.1 石墨材料概述54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)工藝流程54-56
• 5.3 石墨涂層形貌與性能表征56-60
• 5.4 小結(jié)60-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士期間取得的研究成果67-68

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張剛;;淺談太赫茲波技術(shù)及其應(yīng)用[J];科技廣場;2007年11期

2 戚祖敏;;太赫茲波在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[J];紅外;2008年12期

3 曹鐵嶺;姚建銓;鄭義;;基于法布里-珀羅干涉儀的太赫茲波波長測試方法[J];光學(xué)儀器;2008年02期

4 牧凱軍;張振偉;張存林;;太赫茲科學(xué)與技術(shù)[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2009年03期

5 趙國忠;;太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)[J];現(xiàn)代科學(xué)儀器;2009年03期

6 董慶楠;;淺談太赫茲波的特點(diǎn)及其在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用[J];科協(xié)論壇(下半月);2009年07期

7 魏華;;太赫茲探測技術(shù)發(fā)展與展望[J];紅外技術(shù);2010年04期

8 張希成;;太赫茲射線——新的射線[J];光學(xué)與光電技術(shù);2010年04期

9 岳楨干;;美國倫斯勒理工學(xué)院太赫茲研究中心的遠(yuǎn)距離太赫茲探測技術(shù)研究[J];紅外;2011年05期

10 岳楨干;;太赫茲波遙感技術(shù)簡介[J];紅外;2011年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張存林;牧凱軍;;太赫茲波譜與成像[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文集[C];2009年

2 張敏;權(quán)潤愛;阮雙琛;梁華偉;蘇紅;;連續(xù)太赫茲波在產(chǎn)品分布檢測中的應(yīng)用[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（下冊）[C];2009年

3 戴厚梅;劉勁松;;空氣中產(chǎn)生太赫茲波過程的研究進(jìn)展[A];第十三屆全國紅外加熱暨紅外醫(yī)學(xué)發(fā)展研討會(huì)論文及論文摘要集[C];2011年

4 李喜來;徐軍;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫茲波軍事應(yīng)用研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

5 張存林;趙國忠;;太赫茲波的應(yīng)用[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

6 張存林;趙國忠;沈京玲;張巖;;太赫茲波譜與成像[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

7 范文慧;;太赫茲波譜成像技術(shù)與應(yīng)用[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

8 趙國忠;梁衛(wèi)華;張存林;楊國楨;;太赫茲波傳播特性及成像研究[A];第七屆全國光學(xué)前沿問題討論會(huì)論文摘要集[C];2007年

9 郭瀾濤;牧凱軍;左劍;張振偉;張存林;;爆炸物的太赫茲超寬帶光譜研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

10 孟增睿;張偉斌;;太赫茲光譜探測技術(shù)在安全領(lǐng)域的研究進(jìn)展[A];第二屆全國危險(xiǎn)物質(zhì)與安全應(yīng)急技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報(bào)記者 袁志勇;張巖：借太赫茲波“穿墻透視”[N];科技日報(bào);2013年

2 本報(bào)記者　江世亮 邱德青 實(shí)習(xí)生 王禹;太赫茲：又一場“前沿革命”[N];文匯報(bào);2006年

3 記者 任海軍;有設(shè)備會(huì)“透視”可“分辨”爆炸物[N];新華每日電訊;2010年

4 常麗君;太赫茲脈沖可提高砷化鎵電子密度[N];科技日報(bào);2011年

5 本報(bào)記者　 繆琴;神奇“太赫茲”改變你生活[N];成都日報(bào);2006年

6 常麗君;科學(xué)家開發(fā)出石墨烯太赫茲設(shè)備樣機(jī)[N];科技日報(bào);2012年

7 ;英“遠(yuǎn)程透視眼”能看穿衣服,但不看“隱私”[N];新華每日電訊;2008年

8 實(shí)習(xí)記者 唐燾逸;反暴恐利器：國內(nèi)首臺(tái)太赫茲安檢儀發(fā)布[N];中國航空報(bào);2014年

9 劉霞;集成太赫茲收發(fā)器在美問世[N];科技日報(bào);2010年

10 本報(bào)記者 侯鐵中;太赫茲研究的中國高度[N];科技日報(bào);2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王偉濤;新型太赫茲參量源研究[D];山東大學(xué);2015年

2 張彪;太赫茲雷達(dá)成像算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 黃海漩;基于二元光學(xué)矢量理論的太赫茲亞波長功能器件研究[D];深圳大學(xué);2015年

4 李輝;基于連續(xù)太赫茲波檢測人體呼吸運(yùn)動(dòng)的研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

5 茍君;基于氧化釩輻射熱計(jì)的室溫太赫茲探測器研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 賴偉恩;太赫茲時(shí)域光譜與新穎太赫茲薄膜器件的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 陳琦;幾種新型微波無源器件及太赫茲濾波器的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

8 王蓉蓉;大氣水凝物中THz波和紅外波的輻射傳輸特性[D];西安電子科技大學(xué);2015年

9 劉建軍;太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)在轉(zhuǎn)基因物質(zhì)檢測上的識(shí)別方法研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

10 劉項(xiàng);基于金屬表面等離子激元的太赫茲波段功能器件研究[D];浙江大學(xué);2015年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬欣然;木材的太赫茲波光譜特性及參數(shù)提取算法研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 何君;雙開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)的太赫茲光譜特性研究[D];首都師范大學(xué);2014年

3 汪景榮;化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)在大黃真?zhèn)舞b別中的應(yīng)用研究[D];首都師范大學(xué);2014年

4 焦磊;基于RoF技術(shù)的太赫茲通信系統(tǒng)及太赫茲波調(diào)制器研究[D];首都師范大學(xué);2014年

5 卜曉霞;基于金屬微結(jié)構(gòu)的太赫茲濾波器件研究[D];首都師范大學(xué);2014年

6 諸葛駿川;基于人工電磁材料的太赫茲吸波器研究[D];東南大學(xué);2015年

7 高麗華;太赫茲人工電磁材料設(shè)計(jì)[D];東南大學(xué);2015年

8 侯偉;太赫茲體硅MEMS準(zhǔn)對角喇叭天線及AIP系統(tǒng)虛擬仿真設(shè)計(jì)平臺(tái)技術(shù)[D];北京理工大學(xué);2016年

9 朱穎杰;CMOS太赫茲探測器的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];南京大學(xué);2016年

10 朱強(qiáng);高溫超導(dǎo)太赫茲源輻射分布與室溫光電顯微鏡的研究[D];南京大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：太赫茲到紅外輻射轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：461873