多带太赫兹波吸收器设计与特性研究

发布时间：2021-05-24 18:22

　　超材料吸收器是一类能够通过合理的设计结构尺寸和材料参数达到完美吸收的人工复合材料,基于超材料吸收器在太赫兹波段技术领域有很多潜在的应用。本文从太赫兹波段多带超材料吸收器的设计方法进行了研究。本文设计了两种双带超材料吸收器结构,分别为双工型结构和正方对称结构,分别从电场分布和表面电流分布解释了吸收器的吸收原理,阐述了结构内各结构尺寸与吸收率及吸收频率的关系,分析了结构在TE和TM模式下的吸收特性,得出双工型结构为极化敏感结构,正方对称结构为极化不敏感结构。在此基础上合并两种双带超材料吸收器设计了一款三带超材料吸收器结构。建模仿真并制备了样品,通过模拟分析和实验测试得出了该三带超材料吸收器的电磁响应特性,以该结构单元为基本的吸收体分别在0.59 THz、1.29 THz、1.56 THz处产生三个明显的吸收峰,对应的吸收率分别为83.19%、99.19%、99.96%。随后改变入射模式和入射角度分析了该结构的极化敏感性和角度稳定性,对于TE波,该结构表现出良好的入射角稳定性,但是对于TM波,该结构在入射角增大时产生了一个附加峰,本文从磁谐振和干涉理论两方面对该附加峰进行了探讨,文中还对结构... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 电磁超材料的研究进展
        1.2.1 单频超材料吸波体
        1.2.2 双频及多频超材料吸波体
        1.2.3 宽频超材料吸波体
    1.3 超材料的应用与展望
    1.4 本论文的主要研究内容
第2章 超材料吸收体理论分析
    2.1 引言
    2.2 超材料吸收体的理论基础
        2.2.1 吸收率
        2.2.2 阻抗匹配原理
        2.2.3 磁共振理论
        2.2.4 干涉理论
    2.3 超材料吸收体的参数提取方法
    2.4 本章小结
第3章 两带超材料吸波器的设计与分析
    3.1 引言
    3.2 双工型结构
        3.2.1 结构设计与仿真
        3.2.2 仿真结果及分析
        3.2.3 吸收频率下的电场分布
        3.2.4 吸收频率下的表面电流分布
        3.2.5 结构参数对吸收特性的影响
    3.3 正方对称结构
        3.3.1 结构设计与仿真
        3.3.2 仿真结果及分析
        3.3.3 极化敏感性分析
        3.3.4 吸收频率下的电场分布
        3.3.5 吸收频率下的表面电流分布
        3.3.6 结构参数对吸收特性的影响
    3.4 本章小结
第4章 三带吸收器结构的设计与吸波分析
    4.1 引言
    4.2 三带吸收器结构的设计与仿真
    4.3 三带吸收器的制备
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 吸收器工作原理分析
        4.5.1 吸收峰处的电场分布
        4.5.2 能量损耗分析
        4.5.3 吸收峰处的表面电流分布
    4.6 结构的演变
        4.6.1 结构设计
        4.6.2 吸收分析与极化分析
        4.6.3 电场分布
        4.6.4 表面电流分布
    4.7 超材料吸波体的优化
    4.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超材料的宽频带吸波体[J]. 周永光,李民权,潘旭.  激光与光电子学进展. 2017(12)
[2]“三明治”型超材料吸波体及其设计优化的研究现状[J]. 高海涛,王建江,许宝才,李泽,刘嘉玮.  材料导报. 2017(03)
[3]超材料在完美吸波器中的应用[J]. 张勇,张斌珍,段俊萍,王万军.  材料工程. 2016(11)
[4]太赫兹波段双宽带极化无关超材料吸波体的设计研究[J]. 王连胜,夏冬艳,丁学用,汪源,何彦廷.  红外技术. 2016(07)
[5]超材料的应用及制备技术研究进展[J]. 杜云峰,姜交来,廖俊生.  材料导报. 2016(09)
[6]可调谐太赫兹波超材料吸收器的设计[J]. 李珍珍,尹小刚.  西安文理学院学报(自然科学版). 2016(02)
[7]基于金属多环结构的多频段电磁超材料吸收器[J]. 文永刁,尹小刚.  南京航空航天大学学报. 2016(01)
[8]超材料宽频吸波技术研究进展[J]. 李宝毅,王蓬,周必成,张榕,赵亚娟.  应用化工. 2016(03)
[9]光学超材料的制备方法与参数提取[J]. 李克训,赵亚丽,江波,王东红,王军梅.  强激光与粒子束. 2015(10)
[10]基于超材料的太赫兹波吸波材料[J]. 刘毅,彭晓昱,王作斌,董家蒙,魏东山,崔洪亮,杜春雷.  红外技术. 2015(09)

博士论文
[1]太赫兹超材料吸收器的机理及应用研究[D]. 王本新.湖南大学 2015
[2]电磁超材料的设计及其吸波性能的研究[D]. 王国栋.华中科技大学 2014

硕士论文
[1]微波段宽频带超材料吸波体的设计与研究[D]. 王玉冉.兰州大学 2016
[2]多频段宽角偏振不敏感超材料吸波器的研究[D]. 周宇.哈尔滨工业大学 2015



本文编号：3204643