進入二十一世紀之后,由于微波和可見光波段的相關研究已日趨成熟,世界各國的科研人員越來越關注技術上尚未成熟的太赫茲頻段,其中太赫茲無線通信以及太赫茲成像技術一直是太赫茲技術領域的研究重點。近年來,太赫茲直接調制技術的發(fā)展為解決太赫茲無線通信技術和太赫茲成像技術中存在的一系列問題提供了新的研究方向,為實現(xiàn)高效高速的太赫茲無線通信、快速高分辨率的太赫茲成像提供了新的技術途徑。而太赫茲準光調制器作為基于外部直接調制技術的太赫茲無線通信系統(tǒng)及太赫茲成像系統(tǒng)中的核心器件,其器件性能的提升對相關太赫茲系統(tǒng)的發(fā)展有著至關重要的作用。針對國內外在太赫茲調制技術研究中存在的調制速率和調制效率低等難點問題,本文將具有特殊諧振模式的人工微結構與半導體材料相結合,研究了光控和電控太赫茲準光相位調制技術,實現(xiàn)在不同外加激勵的條件下,太赫茲波的大相位調制;研制了高速電控太赫茲準光幅度調制器件,成功實現(xiàn)了室內太赫茲無線高清視頻的實時傳輸;研制了一種亞單元陣列太赫茲多像元波前調制器,實驗證實了其多像元調制能力。本論文的研究成果為太赫茲高速無線通信及高分辨率成像技術奠定了良好的基礎。本論文的主要研究內容與創(chuàng)新點如下:1、...

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 太赫茲調制技術的研究背景
        1.1.1 太赫茲波簡介
        1.1.2 太赫茲無線通信技術的發(fā)展
        1.1.3 太赫茲近距離成像技術的發(fā)展
        1.1.4 太赫茲直接調制技術的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 基于人工微結構陣列的太赫茲動態(tài)調制技術研究現(xiàn)狀
        1.2.1 人工微結構陣列簡介
        1.2.2 太赫茲準光相位調制器的發(fā)展
        1.2.3 太赫茲準光幅度調制器的發(fā)展
        1.2.4 太赫茲多像元波前調制器的發(fā)展
    1.3 本文的主要貢獻與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結構安排
第二章 基于耦合諧振人工微結構陣列的太赫茲相位調制器
    2.1 克萊默-克朗尼格關系簡介
        2.1.1 克萊默-克朗尼格關系的概述
        2.1.2 克萊默-克朗尼格關系中傳輸系數(shù)相位和幅度間的關系
    2.2 耦合諧振人工微結構的諧振增強效應
        2.2.1 耦合諧振模式的形成
        2.2.2 結構參數(shù)對諧振增強效應的影響
    2.3 耦合諧振模式動態(tài)切換下的相位調制
        2.3.1 VO₂耦合諧振人工微結構陣列復合超表面
        2.3.2 HEMT耦合諧振人工微結構陣列復合超表面
    2.4 太赫茲相位調制器的加工
        2.4.1 VO₂光控太赫茲相位調制器的加工
        2.4.2 HEMT電控太赫茲相位調制器的加工
    2.5 太赫茲相位調制器的測試
        2.5.1 太赫茲時域光譜測試系統(tǒng)
        2.5.2 光控相位調制器的測試
        2.5.3 電控相位調制器的測試
    2.6 本章小結
第三章 基于HEMT諧振態(tài)超表面的太赫茲幅度調制器
    3.1 HEMT諧振態(tài)超表面的特性分析
        3.1.1 超表面的結構設計
        3.1.2 超表面集體態(tài)和獨立態(tài)的動態(tài)轉換
        3.1.3 諧振態(tài)對超表面中寄生模式的抑制作用
    3.2 諧振態(tài)超表面太赫茲幅度調制器的測試
        3.2.1 靜態(tài)調制性能的測試
        3.2.2 動態(tài)調制性能的測試
    3.3 基于外部直接調制方式的太赫茲無線視頻傳輸
        3.3.1 近場太赫茲視頻傳輸系統(tǒng)的測試
        3.3.2 室內太赫茲無線視頻傳輸系統(tǒng)的測試
    3.4 本章小結
第四章 波導加載的太赫茲高速調制器研究
    4.1 波導加載的太赫茲高速調制器的設計原理
        4.1.1 器件的整體構成
        4.1.2 人工微結構諧振模式的轉換對波導模式的控制作用
        4.1.3 器件工藝實現(xiàn)的可行性分析
    4.2 波導加載的太赫茲高速調制器的制備
        4.2.1 金屬波導的設計與加工
        4.2.2 調制器芯片的加工與裝配
    4.3 波導加載的太赫茲高速調制器的測試
        4.3.1 器件的靜態(tài)測試
        4.3.2 器件的動態(tài)測試
    4.4 本章小結
第五章 亞單元陣列太赫茲多像元波前調制器
    5.1 太赫茲多像元波前調制器的整體設計
        5.1.1 調制芯片的設計
        5.1.2 外部FPGA控制模塊
    5.2 太赫茲多像元波前調制器的測試
        5.2.1 測試系統(tǒng)的構成
        5.2.2 測試結果及相關分析
    5.3 本章小結
第六章 全文總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3814284