全介质超材料中高Q谐振及电磁诱导透明研究

发布时间：2021-03-11 03:05

　　超材料（Metamaterial）是人工设计的具有亚波长结构的周期性排列电磁复合材料。谐振是超材料的最基本属性,而高品质因子（Q）谐振可通过高Q电磁谐振或电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）等方法来实现。高Q超材料谐振器由于在高灵敏度传感、窄带滤波、电磁波调制、光存储及慢波器件等领域具有重要应用而受到研究人员广泛关注。超材料可分为金属超材料和介质超材料。由于金属超材料存在固有的金属材料欧姆损耗,限制了高Q谐振的实现,特别是在光波段,欧姆损耗更大。而全介质超材料则避免了欧姆损耗,为实现高Q谐振提供了可能途径。但目前这方面报道还很少。本文主要研究内容如下:（1）设计了一种全介质对称结构超材料高Q谐振器。该谐振器是由石英衬底和衬底之上矩形硅棒阵列构成。当入射电磁波电场垂直于硅棒时,可以激发硅棒的环偶谐振(介质谐振器TE_12δ模式),通过调节棒与棒之间的距离可实现强的电磁场近场耦合,从而提高谐振Q值,优化设计后的计算Q值高达10⁴。另外,在入射电磁波电场平行于硅棒时,则可实现高Q M... 

【文章来源】：中国计量大学浙江省

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超材料结构图

年 Pendry 等人[5,6]经理论研究先后利用周期性排列的金属棒超材料和周期性列的金属开口环超材料分别实现了介电常数为负值和磁导率为负值的现象，实现两者同时为负值奠定了基础。2001 年 Shelby 等人[7]集中了之前研究者的究成果，在实验中把金属棒超材料和金属开口环超材料结合起来，首次在实中获得了“左手材料”如图 1.2。

这样，超材料犹如形成保护罩，使得保护罩内物体与外场始终处于隔绝状态，并在理论上证实通过特殊结构设计的超材料是可以实现电磁隐身。同年 Schuring 等人[15]通过实验利用环形金属超材料在微波波段实现电磁隐身，如图 1.3 所示。入射电磁波在超材料的操控下沿着超材料层传播并绕过中心物体而实现隐身功能。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种太赫兹类电磁诱导透明超材料谐振器[J]. 韩昊,武东伟,刘建军,洪治.  光学学报. 2014(04)



本文编号：3075750