超材料指的是具有人工設計的結構并呈現(xiàn)出天然材料所不具備的超常物理性質的復合材料。利用超材料可以實現(xiàn)對電磁波性能的任意“裁剪”,從而可獲得如負折射率、完美透鏡以及電磁隱身等奇特的電磁性能。近年來,基于石墨烯超材料的太赫茲完美吸收器已經引起研究人員的廣泛關注。與傳統(tǒng)金屬超材料相比較,石墨烯超材料最引人入勝的特性是能通過外加激勵對其電磁特性主動調諧,從而實現(xiàn)對吸收性能的調諧。然而,如何設計多吸收帶、結構簡單、調諧方式靈活和調諧范圍廣的石墨烯超材料太赫茲完美吸收器仍然是一個挑戰(zhàn)。本論文基于石墨烯超材料設計了雙帶、四帶以及雙寬帶的太赫茲吸收器,并通過軟件數(shù)值模擬對其吸收特性進行了詳細分析。主要研究內容如下:一、基于圖案化石墨烯的太赫茲超材料吸收器:（a）圓盤和圓環(huán)型石墨烯結構堆疊的雙帶太赫茲吸收器。數(shù)值模擬結果表明,在4.58THz和7.89THz該吸收器實現(xiàn)近乎完美吸收。由于垂直堆疊的設計分離了層間的光學響應,再結合石墨烯可通過外加電壓改變其費米能級的特性,從而實現(xiàn)主動的和獨立的調節(jié)兩個吸收峰,對應的頻移達到29.5%和54.1%。此外,該吸收器對入射光極化方向不敏感;在TE和TM極化下,入射... 

【文章來源】：四川師范大學四川省

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 太赫茲
        1.1.2 超材料
        1.1.3 超材料完美吸收器
    1.2 石墨烯材料
    1.3 基于石墨烯超材料太赫茲吸收器的研究進展
        1.3.1 基于圖案化石墨烯超材料的吸收器
        1.3.2 基于非圖案化石墨烯超材料的吸收器
        1.3.3 基于石墨烯和金屬復合結構超材料的吸收器
        1.3.4 基于石墨烯超材料的多頻以及寬帶吸收器
    1.4 本論文的研究意義和內容安排
2 仿真模型建立與吸收機理
    2.1 石墨烯的光電導率模型
    2.2 石墨烯表面等離體激元
    2.3 電磁共振理論
    2.4 CST軟件和仿真步驟
3 基于圖案化石墨烯的太赫茲吸收器
    3.1 引言
    3.2 可獨立調諧雙帶太赫茲吸收器
        3.2.1 模型設計與參數(shù)
        3.2.2 仿真結果與吸收機理分析
        3.2.3 石墨烯費米能級和結構參數(shù)對吸收的影響
        3.2.4 入射角和極化角度對吸收的影響
    3.3 可調諧的四帶和雙寬帶太赫茲吸收器
        3.3.1 模型設計與參數(shù)
        3.3.2 仿真結果與分析
        3.3.3 石墨烯費米能級和入射角對吸收的影響
4 基于非圖案化石墨烯的太赫茲吸收器
    4.1 模型設計與參數(shù)
    4.2 仿真結果與吸收機理分析
    4.3 石墨烯費米能級對吸收的影響
    4.4 幾何參數(shù)和入射角對吸收的影響
5 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在校期間研究成果



本文編號：3182789