THz波段表面等離激無波的主動控制和傳感應用.pdf

1、本論文系統(tǒng)研究了THz波段表面等離激元波的主動控制及傳感應用,論文的主要內容包括:
　　 一、從電磁波的麥克斯韋方程組及邊界條件出發(fā),首先推導出表面等離激元極化波的色散關系、趨膚深度、傳播距離,以及激發(fā)表面等離激元極化波的幾種典型方式,其次討論了局域化表面等離激元的形成機理及影響因素,并對比了光波段和THz波段的異同;
　　 二、基于表面等離激元和局域化的表面等離激元的基本理論,結合THz時域頻譜實驗系統(tǒng),復現了THz波

2、通過周期性亞波長金屬陣列的異常透射及反射的實驗,并討論了影響其傳輸特性的相關因素因素。在此基礎上,系統(tǒng)研究了THz波表面等離激元波的全光主動控制,包括超快激光激發(fā)下,器件前后材料介電性質的變化、全光普通光開關以及全光翻轉光開關特性;
　　 三、基于高溫超導體在THz波段獨特的各向異性,研究了基于高溫超導體YBCO的THE波段亞波長周期結構器件。討論了高溫超導體的各向異性性質,推導出各向異性材料中表面等離子激元波存在的理論依據;自

3、行搭建了附有液氮制冷系統(tǒng)的THz時域頻譜系統(tǒng),實驗研究了不同溫度下高溫超導體YBCO在THz波段電導率的變化,在此基礎上,設計并制備了YBCO THz波段周期性亞波長孔陣列器件和塊陣列器件,在實驗及電磁仿真兩方面實現了器件的THz波段帶通濾波和帶阻濾波的熱主動控制;
　　 四、探討了THz波段亞波長周期性孔陣列在傳感方面的應用。以亞波長孔陣列為傳感器,采用THz時域頻譜技術,成功分辨了甲醇的四種同位素,并討論了將其發(fā)展為定量傳感