双频及宽频吸波器的设计与制备

发布时间：2017-09-24 10:21

  本文关键词：双频及宽频吸波器的设计与制备

  更多相关文章： 双频吸波器 光学光刻 宽频吸波器 极化不敏感 宽角度吸收

【摘要】：超材料是一种人工材料,具有很多自然界中材料所不具有的性能。超材料在很多方面都有潜在的应用,其中,超材料吸波器是一个很重要的应用。过去的几年,由于生物传感和医学检测等的需要,人们提出多种红外超材料吸波器结构并进行了制备。截至目前,对吸波器的制备,大部分采用电子束光刻,其制备成本高,不适合大尺寸制备,限制了其实际应用。因此,制备大尺寸吸波器是其获得应用的关键。本文设计了一种偏振不敏感、宽角度吸收的双频结构吸波器。利用普通光学光刻对其进行了制备,样品达到晶元尺寸,有效地降低了制备成本。本文同时也设计了一种偏振不敏感、宽角度吸收的宽频吸波器,其在特定波段内实现超过90%的吸收率。对于双频结构吸波器,运用电磁仿真软件COMSOL设计了金属-介质-金属结构的吸波器,模拟了尺寸参数对结构吸波性能的影响。根据模拟结果进行了结构尺寸的优化,获得最终的吸波器结构。随后,利用电子束蒸镀、光学光刻、刻蚀和剥离等微纳制备技术对双频结构吸波器进行了制备。最后利用改造后的傅里叶红外光谱仪测量了样品的吸收谱并与模拟结果进行了对比。对于宽频结构吸波器,运用电磁仿真软件COMSOL设计了单层结构吸波器并模拟了其吸收谱,研究了单层结构吸波器结构尺寸对吸收性能的影响,同时对单层结构吸波器的吸波机制进行了研究。随后设计了双层结构吸波器,重点研究了双层结构吸波器的耦合机制和吸波机制,在此基础上设计了多层结构吸波器并对其进行了尺寸优化,使其在特定波段内达到宽频吸收。
【关键词】：双频吸波器 光学光刻 宽频吸波器 极化不敏感 宽角度吸收
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB34
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 课题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-17
• 1.2.1 窄带吸波器10-13
• 1.2.2 多频吸波器13-15
• 1.2.3 宽频吸波器15-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 超材料吸波器的理论基础18-24
• 2.1 材料的吸收率18
• 2.2 材料的阻抗匹配特性18-19
• 2.3 等效介质理论19-20
• 2.4 S参数反演法提取材料的等效电磁参数20-22
• 2.5 等效LC电路22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 双频吸波器的设计与制备24-41
• 3.1 引言24
• 3.2 双频吸波器的结构设计24-32
• 3.3 双频吸波器的制备32-40
• 3.3.1 电子束蒸镀33-34
• 3.3.2 光学光刻34-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 宽频吸波器的设计41-57
• 4.1 引言41
• 4.2 单层吸波器的设计41-50
• 4.2.1 单层吸波器的结构设计41-45
• 4.2.2 单层吸波器参数扫描45-50
• 4.3 双层吸波器的设计与研究50-52
• 4.4 多层吸波器的设计52-56
• 4.5 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果62-64
• 致谢64

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本文编号：910870