發(fā)布時間：2021-10-15 03:06

　　隨著太赫茲科學與技術的高速發(fā)展,太赫茲無線通信也成為了太赫茲科學研究的重要分支,如何對太赫茲信號進行高速有效的調(diào)制也成為了太赫茲無線通信中亟待解決的問題。本文分析調(diào)研了國內(nèi)外太赫茲高速調(diào)制器件的最新進展;設計研究了基于Meta超材料的雙層透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器,實現(xiàn)了良好極化轉(zhuǎn)換效果的透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器;研究基于Meta超材料結(jié)構(gòu)的高Q元面,實現(xiàn)了基于尖端耦合效應的高Q值元面設計;試驗加工完成了具有良好工作效果的HEMT（高電子遷移率晶體管）單管。在完成上述理論和試驗的準備后,本文通過將加載了HEMT的人工微結(jié)構(gòu)單元置入波導傳輸線中,控制HEMT的通斷實現(xiàn)人工微結(jié)構(gòu)單元的重構(gòu)從而對波導傳輸線中傳輸?shù)碾姶挪ㄟM行調(diào)制。經(jīng)過理論研究、仿真模擬和實驗加工,初步完成了具有高速調(diào)制效果的波導加載高速太赫茲調(diào)制器研制。并基于該調(diào)制器搭建了一套部調(diào)制的太赫茲無線通信系統(tǒng),對器件的各種性能進行了實驗測試,驗證了該系統(tǒng)的可行性。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1.提出了一種基于Meta超材料的雙層透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器。通過理論分析和模擬仿真,研究了Meta超材料結(jié)構(gòu)的電磁響應特性,以及單元結(jié)構(gòu)對極化轉(zhuǎn)換器... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

復合超材料結(jié)構(gòu)的太赫茲調(diào)制器[42]

電子科技大學博士學位論文4相位可調(diào)度可達140度[46]。同年，張雅鑫教授課題組則提出了一種基于HEMT增強諧振型相位調(diào)制器，通過電控實現(xiàn)了137°的相移[47]。圖1-2基于石墨烯的波導集成調(diào)制器[45]。(a)基于石墨烯的波導集成調(diào)制器示意圖；（b）不同頻率下的調(diào)制深度目前電控調(diào)制方式總的可分為以下幾類：體材料半導體二極管、石墨烯材料調(diào)制、相變材料調(diào)制和二維電子氣調(diào)制等幾種方式，如表1-1所示，給出了幾種電控太赫茲調(diào)制方式性能對比和總結(jié)。表1-1電控太赫茲調(diào)制方式對比方式類型優(yōu)點缺點體材料半導體二極管結(jié)構(gòu)簡單、加工簡單速率低、調(diào)制深度低石墨烯材料調(diào)制結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)制深度深調(diào)制速率低相變材料調(diào)制調(diào)制深度深、調(diào)制寬度寬調(diào)制速率難以提高二維電子氣調(diào)制調(diào)制速率快、調(diào)制深度深、唯一可實現(xiàn)Gpbs以上方案異質(zhì)結(jié)材料結(jié)構(gòu)復雜、加工復雜使用陣列結(jié)構(gòu)體系，需要太赫茲波從自由空間投射至表面，難以集成化、模塊化1.2.2光控調(diào)制方式光控型太赫茲直接調(diào)制技術是指采用外加激光激勵器件中半導體材料中光生載流子濃度的變化或者材料相變過程去調(diào)制通過調(diào)制器后的太赫茲波幅度和相位的變化。這種方法往往采用對可見光有著良好響應的半導體材料，例如Si、GaAs、石墨烯、VO2等，通過改變外加的光誘導材料特性而實現(xiàn)太赫茲波的調(diào)制。

電子科技大學博士學位論文6圖1-3有機-無機鈣鈦礦硅混合結(jié)構(gòu)光控調(diào)制器[57]。（a）實驗測試系統(tǒng)；（b）不同材料的調(diào)制深度圖1-4基于MoS2的太赫茲光控調(diào)制器[62]。（a）基于MoS2的太赫茲光控調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；（b）實驗測試系統(tǒng)目前光控調(diào)制方式可分為如下幾類：體材料半導體光生載流子調(diào)控、石墨烯材料光調(diào)控和相變材料光誘導相變調(diào)制等幾種方式，如表1-2所示給出了幾種光控太赫茲調(diào)制方式性能對比和總結(jié)。


本文編號：3437312