基于超材料的可調(diào)諧太赫茲波吸收器的研究.pdf

1、自從2008年W. J. Padilla提出超材料吸收器，在最近幾年內(nèi)，各式各樣超材料吸收器層出不窮，超材料吸收器的性能得到極大提高。此外，基于超材料吸收器的應(yīng)用也逐漸受到國(guó)內(nèi)外關(guān)住，如壓縮感知成像、頻率選擇性熱發(fā)射器、探測(cè)器以及傳感器等。本論文首先分析了超材料吸收器的理論模型，然后研究了幾種新型的可調(diào)諧超材料吸收器。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)研究了兩種基于石墨烯的可調(diào)諧超材料吸收器。在近紅外波段，利用石墨烯的介電常數(shù)在140

2、THz-240THz頻段內(nèi)隨著費(fèi)米能級(jí)變化的突變性，結(jié)合超材料橢圓陣列實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)吸收峰的中心吸收頻率的調(diào)諧，并利用阻抗匹配理論解釋了調(diào)諧的物理本質(zhì)；在太赫茲波段，通過設(shè)計(jì)石墨烯圓盤陣列提出一種新型的幅值可調(diào)諧超材料吸收器，并利用石墨烯在太赫茲波段這種特殊性質(zhì)成功實(shí)現(xiàn)了高達(dá)137％的調(diào)制深度。
　　(2)對(duì)傳統(tǒng)的方形環(huán)上存在的一種新的共振模式進(jìn)行了研究，并利用該共振模式和原有的共振模式設(shè)計(jì)了一種新型的雙帶超材料吸收器。同時(shí)，利用鈦酸

3、鍶的介電常數(shù)在0.1-0.5THz頻率范圍內(nèi)具有色散小、切向損耗低以及隨溫度升高而急劇減小的特點(diǎn)，用鈦酸鍶替換了常用的中間介質(zhì)層材料，提出了一種溫控的頻率可調(diào)諧的雙帶吸收器，并用等效介質(zhì)理論對(duì)吸收頻率的調(diào)諧做出了很好的解釋。
　　(3)對(duì)于傳統(tǒng)的多個(gè)方形環(huán)超材料吸收器結(jié)構(gòu)，分析了金屬材料為完美電導(dǎo)體和金屬材料為鋁的情況下，每個(gè)單獨(dú)的方形環(huán)吸收器的共振特性以及組合而成的同心三環(huán)的共振特性。然后提出了一種基于半導(dǎo)體硅的吸收可開關(guān)的超材