發(fā)布時間：2020-12-16 12:53

　　太赫茲波（THz）的波長介于紅外和微波波段之間,具有高寬帶、高穿透性、瞬態(tài)性等獨特性質(zhì)。隨著太赫茲技術的發(fā)展,太赫茲探測在成像、爆炸物的檢測和識別、通信等領域的應用備受關注。然而,由于太赫茲波的光子能量低,太赫茲探測器依然面臨著低吸收和高環(huán)境噪聲等問題。而傳統(tǒng)器件結構及材料的太赫茲響應均較弱,難于滿足太赫茲探測器的要求。為此,本論文針對影響非制冷太赫茲探測器發(fā)展的太赫茲吸收及太赫茲濾波兩個關鍵問題,以結構設計與仿真、器件制備與測試為主要內(nèi)容,研究了基于超材料的太赫茲微測輻射熱計和濾波器。本論文主要的研究內(nèi)容如下:通過分析不同結構參數(shù)下電耦合開口環(huán)諧振器（eSRRs）在太赫茲波段的響應特性,研究了介質(zhì)層對eSRRs的調(diào)控機制。結果發(fā)現(xiàn),eSRRs作為一種超材料吸波器在太赫茲波段有兩種低階共振吸收模式:LC共振吸收和1階偶極子共振吸收。值得注意的是,改變介質(zhì)層厚度,這兩種共振吸收模式會表現(xiàn)出相反的變化趨勢。在厚介質(zhì)層結構中,LC共振吸收起主導作用。當增加介質(zhì)層厚度時,LC共振吸收增強而1階偶極子共振吸收減弱。不同的是,在薄介質(zhì)層結構中,1階偶極子共振吸收起主導作用。當減小介質(zhì)層厚度時,1階... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題背景和研究意義
        1.2.1 太赫茲技術的背景
        1.2.2 太赫茲探測技術的發(fā)展
            1.2.2.1 太赫茲探測器的分類
            1.2.2.2 紅外微測輻射熱計
    1.3 太赫茲微測輻射熱計的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 常見太赫茲吸波材料
        1.3.2 太赫茲超材料吸波器
    1.4 太赫茲超材料濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 本論文的選題和研究內(nèi)容
第二章 太赫茲超材料的理論基礎和研究方法
    2.1 引言
    2.2 電磁波在超材料中的傳播特性
        2.2.1 超材料吸波器的原理
        2.2.2 超材料濾波器的原理
    2.3 超材料的基本結構
        2.3.1 實現(xiàn)負介電常數(shù)結構
        2.3.2 實現(xiàn)負磁導率結構
    2.4 超材料的數(shù)值計算方法
        2.4.1 時域有限差分法（FDTD）
        2.4.2 有限元法（FEM）
        2.4.3 軟件輔助電磁仿真方法
        2.4.4 反演法
    2.5 制備和測試方法
        2.5.1 等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）
        2.5.2 電子束蒸發(fā)
        2.5.3 光刻
        2.5.4 刻蝕
        2.5.5 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.5.6 傅里葉轉換紅外線光譜分析儀（FTIR）
        2.5.7 太赫茲時域光譜儀（THz-TDS）
    2.6 本章小結
第三章 eSRRs太赫茲超材料吸波器的調(diào)控機制分析
    3.1 引言
    3.2 eSRRs超材料吸波器的仿真研究
        3.2.1 eSRRs吸波器在太赫茲波段的響應特性
        3.2.2 共振機制分析
    3.3 表層金屬圖形對eSRRs吸波器的調(diào)控作用
    3.4 介質(zhì)層對eSRRs吸波器的調(diào)控作用
        3.4.1 介質(zhì)層厚度對響應特性的影響
        3.4.2 介質(zhì)層介電常數(shù)對響應特性的影響
            3.4.2.1 頻率方程
            3.4.2.2 損耗角正切值對響應特性的影響
    3.5 本章小結
第四章 基于矩形超材料吸波器的太赫茲微測輻射熱計
    4.1 引言
    4.2 微測輻射熱計微橋結構的性能指標
        4.2.1 光學性能
        4.2.2 熱學性能
        4.2.3 力學性能
    4.3 基于矩形超材料吸波器的太赫茲微橋的設計與仿真研究
        4.3.1 太赫茲微橋的設計
        4.3.2 太赫茲微橋模型
        4.3.3 太赫茲微橋的光學仿真
        4.3.4 太赫茲微橋的熱學仿真
        4.3.5 太赫茲微橋的力學仿真
    4.4 太赫茲微測輻射熱計微橋結構的制備與測試
        4.4.1 制備工藝
        4.4.2 測試結果
    4.5 本章小結
第五章 鏤空漁網(wǎng)狀太赫茲超材料濾波器
    5.1 引言
    5.2 單層鏤空漁網(wǎng)狀超材料濾波器的制備與測試
        5.2.1 制備工藝
        5.2.2 測試結果
    5.3 單層鏤空漁網(wǎng)狀超材料濾波器的仿真研究
        5.3.1 單層漁網(wǎng)狀超材料濾波器的磁共振研究
        5.3.2 單層漁網(wǎng)狀超材料濾波器的電共振研究
    5.4 多層漁網(wǎng)狀超材料濾波器在太赫茲波段的響應特性
    5.5 本章小結
2全介質(zhì)超材料的可調(diào)Fabry-Perot濾波器">第六章 基于TiO₂全介質(zhì)超材料的可調(diào)Fabry-Perot濾波器
    6.1 引言
2全介質(zhì)超材料在太赫茲波段的響應特性">    6.2 TiO₂全介質(zhì)超材料在太赫茲波段的響應特性
2柱體高度對響應特性的影響">        6.2.1 TiO₂柱體高度對響應特性的影響
2柱體直徑對響應特性的影響">        6.2.2 TiO₂柱體直徑對響應特性的影響
2全介質(zhì)超材料的Fabry-Perot濾波器的設計與仿真研究">    6.3 基于TiO₂全介質(zhì)超材料的Fabry-Perot濾波器的設計與仿真研究
        6.3.1 Fabry-Perot濾波器的設計
        6.3.2 Fabry-Perot濾波器在太赫茲波段的響應特性
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 本論文的主要結論
    7.2 本論文的創(chuàng)新點
    7.3 工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]磺芐西林、舒他西林、美洛西林、替卡西林的太赫茲指紋譜[J]. 朱思原,張曼,沈京玲.  紅外與激光工程. 2013(03)
[2]KOH濕法腐蝕中防金屬腐蝕工藝研究[J]. 劉勐,劉欣,張威,郝一龍.  傳感器與微系統(tǒng). 2012(07)
[3]太赫茲技術及其應用[J]. 姚建銓.  重慶郵電大學學報(自然科學版). 2010(06)
[4]基于壓電聚合物薄膜可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的研究[J]. 周可余,葉輝,甄紅宇,尹伊,沈偉東.  物理學報. 2010(01)
[5]碳家族一些成員在太赫茲波段的特性[J]. 吉特,葛敏,王文鋒,張增艷,余笑寒,徐洪杰.  核技術. 2006(08)
[6]可調(diào)諧Fabry-Perot濾波器的研究與發(fā)展趨勢[J]. 宋明,謝芳,馮其波.  光子技術. 2005(04)
[7]薄膜材料復介電常數(shù)與復磁導率測試研究[J]. 張秀成,聶彥,何華輝,江建軍.  華中科技大學學報(自然科學版). 2004(04)

博士論文
[1]電磁超材料非線性特性理論研究[D]. 武立華.哈爾濱工程大學 2010

碩士論文
[1]水的太赫茲譜測量[D]. 李國華.國防科學技術大學 2010



本文編號：2920190