超材料,一種物理特性可以任意設(shè)計(jì)的人工電磁材料,由于其共振模式具有可設(shè)計(jì)性、可調(diào)控性以及其他所表現(xiàn)出奇特的物理性質(zhì),已成為光學(xué)以及材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。隨著在太赫茲領(lǐng)域中不斷深入的研究,超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在太赫茲應(yīng)用技術(shù)中有著至關(guān)重要的地位,因此關(guān)于太赫茲耦合模式以及高效的慢光的超材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是太赫茲技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究課題�；诖搜芯啃枰�,我們進(jìn)行了非對(duì)稱布局下開口諧振環(huán)的太赫茲頻譜響應(yīng)特性的研究。我們采用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的技術(shù)路線,研究了局部對(duì)稱破缺超材料在太赫茲波段的電磁響應(yīng)特性。此外,我們分析研究了超材料與之對(duì)應(yīng)的太赫茲諧振的物理機(jī)制并基于等離子誘導(dǎo)透明進(jìn)行了慢光調(diào)控的研究。本論文介紹了以下研究?jī)?nèi)容,可主要分為兩大部分:第一部分,局部對(duì)稱破缺超材料激發(fā)太赫茲暗模式的研究。首先,我們研究了互補(bǔ)型雙重單開口諧振方形環(huán)的太赫茲電磁響應(yīng)特性。保持其中一個(gè)諧振環(huán)結(jié)構(gòu)不變,引入局部對(duì)稱破缺,移動(dòng)另外一個(gè)諧振環(huán)金屬結(jié)的位置,然后對(duì)比研究了兩種類型超材料的透射頻譜,我們發(fā)現(xiàn)了新穎的法諾效應(yīng)崩塌的現(xiàn)象。當(dāng)保持外部諧振環(huán)結(jié)構(gòu)不變,移動(dòng)內(nèi)部諧振環(huán)的金屬結(jié)時(shí),超材料諧振模式?jīng)]有發(fā)生變化。有意思的是,當(dāng)... 

【文章來源】：上海師范大學(xué)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波頻譜上的位置

第二章研究方法上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2制備工藝本論文中超材料的尺寸為微米量級(jí)，我們通過L-edit軟件來設(shè)計(jì)超材料的掩膜版，我們使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體微加工工藝制備所設(shè)計(jì)的超材料樣品。本論文關(guān)于超材料隱藏模式的激發(fā)的實(shí)驗(yàn)部分中，超材料使用的襯底為SI-GaAs，厚度為625μm；而在PIT效應(yīng)以及慢光現(xiàn)象調(diào)控的實(shí)驗(yàn)部分，我們使用厚度為25μm的Polyimide（聚酰亞胺）柔性材料為超材料襯底。超材料的制備主要分為兩部分：1：超材料襯底圖形化；2：襯底金屬化。超材料襯底圖形化采用的是正膠光刻工藝。圖2-2為光刻工藝流程圖。圖2-2光刻工藝流程示意圖。1.超材料襯底圖形化：(1)準(zhǔn)備：首先是對(duì)超材料襯底的準(zhǔn)備工作，具體步驟為清洗、吹干以及前烘。(2)甩膠：在準(zhǔn)備好超材料襯底上涂上光刻膠后使甩膠機(jī)工作，從而使光刻膠均勻；(3)中烘：為了將光刻膠的溶劑蒸發(fā)掉，將樣品烘烤30s，溫度設(shè)定為110Co；(4)曝光：為了涂好的光刻膠上形成所設(shè)計(jì)的超材料結(jié)構(gòu)，通過紫外光

上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章研究方法9刻機(jī)將光刻膠曝光，使光刻膠形成所設(shè)計(jì)的圖形結(jié)構(gòu)；(5)顯影：將曝光完成后的超材料樣品進(jìn)行顯影，曝光的光刻膠部分被溶掉，接著用去離子水沖洗，最后用氮?dú)獯蹈�，從而使超材料襯底的圖形固化。2.超材料襯底金屬化：超材料襯底金屬化包括熱蒸發(fā)金屬以及剝離兩個(gè)操作步驟，我們采用傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)工藝在超材料襯底（SI-GaAs以及Polyimide）表面鍍上金屬，超材料所用金屬為Au，溶掉光刻膠的襯底部分上被直接鍍上金屬，而沒有溶掉光刻膠的襯底部分在所對(duì)應(yīng)的光刻膠區(qū)域上鍍上金屬。接下來對(duì)超材料樣品進(jìn)行剝離，將樣品放入丙酮溶液中，直至溶解超材料襯底上所有光刻膠。2.3性能表征我們通過太赫茲時(shí)域光譜儀(THz-TDS)來進(jìn)行超材料樣品的性能表征，圖2-2為太赫茲光譜儀的結(jié)構(gòu)裝置原理圖。圖2-2太赫茲時(shí)域光譜儀結(jié)構(gòu)裝置示意圖THz時(shí)域光譜儀產(chǎn)生的THz信號(hào)為脈沖輻射，在測(cè)量物質(zhì)的THz特征光譜以及物質(zhì)分子識(shí)別以及檢測(cè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。鈦寶石激光器(MaiTai,SpectraPhysics)被選用為太赫茲時(shí)域光譜儀系統(tǒng)的泵浦光源，THz-TDS激光脈沖寬度為100fs，對(duì)應(yīng)的中心波長(zhǎng)為800nm，重復(fù)率設(shè)置為80MHz。低溫條件下砷化鎵光電導(dǎo)天線被選用為光譜儀的發(fā)射和接收天線。本論文實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)部分THz-TDS所發(fā)射的THz信號(hào)如圖2-3所示，(a)和(b)分別對(duì)應(yīng)光譜儀THz波的時(shí)域以及傅里葉轉(zhuǎn)換的頻域信號(hào)。所發(fā)射的太赫茲脈沖信號(hào)在5ps時(shí)強(qiáng)度最大，頻譜響應(yīng)的頻率范圍為0.3-2.5THz。為了避免THz脈沖信號(hào)被水蒸氣吸收的影響，本論文中所有對(duì)超材料樣品的測(cè)試均在干燥的氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太赫茲科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展[J]. 劉盛綱.  中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué). 2006(01)



本文編號(hào)：3007946