基于石墨烯超材料可調諧調制器研究.pdf

1、近些年來，隨著太赫茲波技術的逐漸成熟，太赫茲波在信息通信、高清成像、傳感、安全及疾病檢測等領域表現出極大的應用前景。然而，這些應用不僅需要可靠的太赫茲源及有效的探測器，還需要高性能的太赫茲功能器件，調制器就是眾多功能器件中非常重要的一種。石墨烯憑借其突出的電場或磁場的調制性及在太赫茲波段特殊的光電特性，被用來設計調制太赫茲的光電器件。諸如吸波體、傳感器、調制器等基于石墨烯的太赫茲器件得到研究與驗證。室溫下，石墨烯的高載流子遷移率為調制器

2、調制速率的提高提供了堅實的依據，但單層石墨烯對太赫茲波的吸收非常有限，導致調制器的調制深度受到極大限制，這都對光源的穩(wěn)定性及探測器的靈敏度提出了非常高的要求，同時這也降低了對于干擾的抵抗力。超材料作為一種人工材料利用金屬表面載流子的集體振蕩吸收太赫茲波，同時當石墨烯的介電常數虛部大于0時其表現為金屬性，這為石墨烯與超材料結合用于提高太赫茲調制器調制速率提供了依據。本文結合石墨烯的電調諧與超材料的諧振吸收的特性，研究了基于石墨烯超材料深度

3、可調的調制器、基于石墨烯超材料可調諧電磁誘導透明及基于入射光偏振方向的可調諧調制器。
　　本文的主要研究內容及結論概括如下：
　　1.研究了一種基于石墨烯超材料深度可調的調制器。建立了雙層石墨烯互補型結構與電介質組成的模型結構，通過CST仿真研究得到了對應頻率為11.85THz的一系列調制深度，其中最大調制深度可達96％以上。這一系列的調制深度可以通過電壓調節(jié)石墨烯的費米能級來進行調制轉換，將極大促進調制器在波整形中的應用，