太赫茲波在電磁波譜中位于微波和紅外之間,這樣特殊的頻率范圍使其具有一些獨(dú)特的性質(zhì),這些性質(zhì)使其在無損檢測(cè)及傳感、高速無線通信等方面收到越來越多的關(guān)注。而要更好地將太赫茲波技術(shù)應(yīng)用到這些方面,需要更多成熟的太赫茲調(diào)控器件。但絕大多數(shù)的天然材料對(duì)太赫茲波沒有響應(yīng),人工超材料和超表面的出現(xiàn)為這一問題的解決提供了新的途徑。二氧化釩（VO2）是一種在外界激勵(lì)作用下可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率發(fā)生2-5個(gè)數(shù)量級(jí)變化的相變材料,它可以在金屬態(tài)和絕緣態(tài)之間發(fā)生可逆狀態(tài)轉(zhuǎn)換,通過將VO₂等可調(diào)諧的材料引入到超表面的結(jié)構(gòu)中,則可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲波束的動(dòng)態(tài)調(diào)控,并且其插入損耗更小。因此本文利用VO₂薄膜設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)太赫茲波束調(diào)控器件來解決以上問題。首先本論文利用CST電磁仿真軟件在電磁編碼超表面原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)、優(yōu)化和制備了兩種基于VO₂編碼超表面的動(dòng)態(tài)太赫茲波調(diào)控器件。這兩種超表面調(diào)控器件可以對(duì)太赫茲波束進(jìn)行數(shù)量和方向上的動(dòng)態(tài)調(diào)控。為了對(duì)其調(diào)控性能進(jìn)行表征,使用THz時(shí)域光譜系統(tǒng)（THz-TDS）對(duì)制備好的兩種器件進(jìn)行反射率/透射率的測(cè)試,并搭設(shè)了一套... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

太赫茲波在電磁波譜中所處位置

1996年，Pendry教授提出了一種新的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將金屬線按照一定規(guī)律周期排列，使得材料的介電常數(shù)為負(fù)[9,10]。之后在1999年，Pendry進(jìn)一步提出了開口諧振環(huán)（SplitRingResonator，SRR）結(jié)構(gòu)[11]，通過對(duì)兩個(gè)內(nèi)外嵌套的開口諧振環(huán)的周期排列，在其工作頻率上，材料對(duì)外表現(xiàn)出負(fù)磁導(dǎo)率特性。電磁超材料（metamaterial）這一概念最早由RodgerM.Walser于1999年提出[12]。2001年，在前人研究的理論基礎(chǔ)上，D.R.Smith等人將開口諧振環(huán)和金屬線結(jié)構(gòu)相結(jié)合，通過設(shè)計(jì)將其工作頻段調(diào)整到一起，從而制作出了第一個(gè)人工電磁超材料，如圖1-2所示。這是首次在實(shí)驗(yàn)中觀察到人工超材料的負(fù)折射率特性[13,14]。隨著對(duì)超材料研究的進(jìn)一步深入，一系列具有反常物理特性的新型功能器件被制備出來[15-19]，如隱形斗篷[20]、電磁波集中器[21]、幻覺光學(xué)器件[22]、新型透鏡[23]等。在眾多的超材料器件中，最著名的就是Pendry等人提出的“隱身衣”[24]。通過將電磁波按照預(yù)想的方向傳播，使其偏移到無法檢測(cè)到的區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)隱身的效果�！半[身衣”的結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，它由周期排列的開口諧振環(huán)構(gòu)成，這些諧振環(huán)通過使入射其上的電磁波傳輸方向發(fā)生偏移，從而使得被“隱身衣”包裹的物體避免被探測(cè)到。在2009年，我國(guó)東南大學(xué)的崔鐵軍教授與Smith等人合作，采用新的“工”字形單元結(jié)構(gòu)，提出了一種“隱身地毯”[25]，如圖1-4所示，實(shí)現(xiàn)了寬帶的二維隱身，在“隱身”方面實(shí)現(xiàn)了新的突破。圖1-2最早的人工超材料樣品

隱身衣[24]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電磁編碼超材料的理論與應(yīng)用[J]. 張磊,劉碩,崔鐵軍.  中國(guó)光學(xué). 2017(01)
[2]圓極化波反射聚焦超表面[J]. 李勇峰,張介秋,屈紹波,王甲富,吳翔,徐卓,張安學(xué).  物理學(xué)報(bào). 2015(12)



本文編號(hào)：3432789