THz波段微結(jié)構(gòu)金屬光柵傳輸特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著THz產(chǎn)生和探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)和制作THz波段的傳輸和控制器件變得越來(lái)越迫切。本文提出了THz波段的很有潛力的候選傳輸器件--THz波段微結(jié)構(gòu)金屬光柵，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了創(chuàng)新性的理論和實(shí)驗(yàn)研究。 本文先從基本電磁理論出發(fā)，應(yīng)用弗洛奎-布洛赫定理和表面波阻抗匹配邊界條件，在電磁波以p偏振態(tài)入射的情況下，將麥克斯韋方程用于求解微結(jié)構(gòu)金屬光柵各個(gè)空間場(chǎng)分布的解析表達(dá)式。進(jìn)一步將微結(jié)構(gòu)金屬光柵等效成F-P標(biāo)準(zhǔn)具，并求出了光柵上下表面

2、的透射和反射系數(shù)。在近周期波段(入射波長(zhǎng)與光柵周期相近)和長(zhǎng)波段(入射波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于光柵周期)分別分析了金屬光柵的性質(zhì)。在近周期波段，光柵表現(xiàn)出著名的Wood反常現(xiàn)象。在長(zhǎng)波段，從理論上論證了亞波長(zhǎng)金屬光柵可以等效為具有均勻等效折射率的奇異介質(zhì)(Metamaterials)平板，并且在其表面支持類表面等離激元極化波(SPPs)，這種被束縛的表面波使得亞波長(zhǎng)光柵表現(xiàn)出了增強(qiáng)的透射效應(yīng)。另外，本文還首次從理論上論證了周期不變、縫寬啁啾變化的亞波