太赫茲（THz）波是一種頻率在0.1THz-10THz之間的電磁波,其獨特的波長特性使得該波段在生物醫(yī)學成像、半導體材料及太赫茲通信等領(lǐng)域具有廣泛的應用價值。在THz頻段,基于金屬或介質(zhì)結(jié)構(gòu)的太赫茲器件一旦加工完成,性能也就固定,無法實現(xiàn)對電磁波的調(diào)控。本論文的主要目的是利用等離子體或石墨烯的外加參數(shù)可調(diào)性,設(shè)計可調(diào)太赫茲表面等離子激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）和太赫茲輻射源。論文首先介紹了表面等離子激元的發(fā)展歷程和應用,以及太赫茲輻射源的研究現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上,詳細推導了等離子體與介質(zhì)表面的色散關(guān)系,分析了其可調(diào)表面等離子激元特性。最后,利用CST仿真軟件設(shè)計了基于石墨烯的介質(zhì)加載金屬光柵結(jié)構(gòu),分析了可調(diào)的太赫輻射源特性。本論文的主要工作如下:（1）利用Maxwell方程推導了磁化等離子體與介質(zhì)表面的色散方程,分析了其表面等離子體激元特性。研究發(fā)現(xiàn),非磁化情況下,等離子體表面SPPs的波矢大于空氣中光子的波矢,無法激發(fā)SPPs,需要采取措施進行波矢補償。而在磁化等離子體SPPs的色散曲線與真空中的電磁波的色散曲線產(chǎn)生了交點,說明在該點波矢匹配條件... 

【文章來源】：北京郵電大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２平面波導結(jié)構(gòu)示意圖??在之前的許多ＳＰＰｓ波導研宄中，沒有人提到控制微波和太赫茲頻率下表面??

太赫茲輻射是指頻率在太赫茲量級的電磁波輻射，太赫茲是ＴｅｒａｈｅｒｔＺ（ＴＨｚ）??的音譯，一般討論的太赫茲輻射頻率處于０．１ＴＨｚ－１０ＴＨｚ范圍內(nèi)，其波段在電磁??譜中的位置介于微波和紅外波之間，如圖１－８所示太赫茲波段左側(cè)的微波技??７??

典型的代表是反波管、耿式二極管振蕩器等。２０世紀６０年代，Ｂ．?ｊ．?Ｍｃｍｕｒｔｒｙ??等人研究了反波管，提出了具體的理論和實驗分析ＰＨ％，反波管是一種真空電??子管，其原理如圖１－１０所示，陰極和陽極之間形成的周期分布的電勢場使得在??其中形成周期分布的電子包然后產(chǎn)生太赫茲輻射，反波管的功率表可以達到毫瓦??以上，發(fā)射頻率單一但是具有一定范圍的調(diào)諧能力，其減速系統(tǒng)的周期電子速度??決定了反射管反射太赫茲輻射的頻率，如果需要調(diào)諧反波管的輸出頻率可以通過??改變反波管的加速電壓來調(diào)諧［４８１。??１０??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太赫茲輻射源的研究進展[J]. 谷智,陳沅,李煥勇,介萬奇.  紅外技術(shù). 2011(05)
[2]太赫茲科學技術(shù)及其應用的新發(fā)展[J]. 劉盛綱,鐘任斌.  電子科技大學學報. 2009(05)
[3]基于金屬表面等離子激元控制光束的新進展[J]. 王慶艷,王佳,張書練.  光學技術(shù). 2009(02)



本文編號：2930667