基于介质超表面的太赫兹功能器件研究
发布时间：2021-01-14 03:14
太赫兹（THz）由于其独特性质使其在现实生活有非常大的应用前景,但是由于太赫兹发射源和探测器的发展滞后,太赫兹技术在实际应用中受到限制。并且由于太赫兹功能器件往往设计复杂,难以实现集成也限制了太赫兹技术的发展。近些年来,超表面由于对相位、振幅及偏振的超强操纵能力,为太赫兹技术的发展提供了新的思路。本文基于电介质超表面,设计了一系列具有特定功能的太赫兹器件,具体内容包括:（1）提出几种基于硅微砖结构超表面的THz功能器件。通过一种矩形硅微砖结构的双对称特性,在这个结构中产生的波导共振允许硅微砖沿x轴和y轴的尺寸分别控制入射的x偏振光和y偏振光的透射相位和振幅,而且可以实现2π的相位覆盖同时透射振幅超过90%。基于这个原理我们设计了三种类型的太赫兹功能器件:偏振相关分束器、偏振无关的光束偏转器、双聚焦透镜。仿真实验证实我们设计的这些偏振功能器件可以高效率地操纵透射的太赫兹波。（2）提出了几种波片与光学器件相结合的双功能超表面THz器件。基于上述所设计结构的优点,我们将波片和偏转器,波片和聚焦透镜结合起来设计了四种双功能器件:四分之一波片/光束偏转器、半波片/光束偏转器、四分之一波片/超透镜...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹波在电磁波谱中的位置
图 1.2 太赫兹波的应用应用(b)安全检测(c)医学应用中的锯齿成像宇宙探测(d)3 种毒品在不同的成像结果(e)宇宙探测 (a) Military applications (b) Safety testing (c) Sawtooth imaging in medical appliImaging results of three drugs at different frequencies (e) Cosmic exploration通信领域，常用太赫兹波作为信息载体去进行远距离的通信[5]。相对术而言，太赫兹通信技术的传输容量更大，可以提供接近 10GB/s 的，使用太赫兹通信能够很大程度上改进现有的无线通讯速度[6]。另外传输过程中有着良好的保密性及较高的信噪比。因此，太赫兹通信军事领域内的通信，像卫星与卫星间、卫星与地球间的通信传输，中局域网之间的宽带移动通讯。日常生活中，太赫兹波技术常被用于安全检测方面，例如机场、火的安检站。由于太赫兹波的穿透能力介于可见光和 X 射线之间，而不会损害人体或生物组织同时太赫兹波也无法穿透金属，因此，安兹技术能非常容易的辨别含有金属的不让随身携带的危险物品，例
第一章 绪论引入了突变相位进而实现了电磁波的调控，并推导了广义的菲涅尔他们通过调节 V 型单元结构的几何参数(V 型)调控出射的电磁波的现 0 ~2 的相位调制，如图 1.3(b)，自此开启了超表面研究领域的上，2012 年，他们又用该结构，完成了四分之一波片的设计[14](如图 两组相同的 v 形天线组成，这两组天线在 x 方向错开了 2 个子单元线有 8 个子结构，沿 x 方向上的相邻结构间的相位梯度相差 4，这在 y 方向上的相邻的结构之间相位差就是 2。因此，光入射到超表的相位梯度一致，经过这该结构的透射光向相同的方向发生偏转。方向上引入了 2的相位差使得入射的线偏振光转化为圆偏振光。广的重新推导，推进了平面光学的进展引发了对梯度超表面的极大兴料研究热点开始向梯度超表面（所谓的平面光学），电磁感应透明(Fano)以及石墨烯的超表面转变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超表面相位调控原理及应用[J]. 李雄,马晓亮,罗先刚. 光电工程. 2017(03)
[2]太赫兹技术在医学检测和诊断中的应用研究[J]. 齐娜,张卓勇,相玉红. 光谱学与光谱分析. 2013(08)
[3]太赫兹科学与技术[J]. 牧凯军,张振伟,张存林. 中国电子科学研究院学报. 2009(03)
[4]太赫兹技术在通信方面的研究进展[J]. 申金娥,荣健,刘文鑫. 红外与激光工程. 2006(S3)
[5]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
本文编号：2976099
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹波在电磁波谱中的位置
图 1.2 太赫兹波的应用应用(b)安全检测(c)医学应用中的锯齿成像宇宙探测(d)3 种毒品在不同的成像结果(e)宇宙探测 (a) Military applications (b) Safety testing (c) Sawtooth imaging in medical appliImaging results of three drugs at different frequencies (e) Cosmic exploration通信领域，常用太赫兹波作为信息载体去进行远距离的通信[5]。相对术而言，太赫兹通信技术的传输容量更大，可以提供接近 10GB/s 的，使用太赫兹通信能够很大程度上改进现有的无线通讯速度[6]。另外传输过程中有着良好的保密性及较高的信噪比。因此，太赫兹通信军事领域内的通信，像卫星与卫星间、卫星与地球间的通信传输，中局域网之间的宽带移动通讯。日常生活中，太赫兹波技术常被用于安全检测方面，例如机场、火的安检站。由于太赫兹波的穿透能力介于可见光和 X 射线之间，而不会损害人体或生物组织同时太赫兹波也无法穿透金属，因此，安兹技术能非常容易的辨别含有金属的不让随身携带的危险物品，例
第一章 绪论引入了突变相位进而实现了电磁波的调控，并推导了广义的菲涅尔他们通过调节 V 型单元结构的几何参数(V 型)调控出射的电磁波的现 0 ~2 的相位调制，如图 1.3(b)，自此开启了超表面研究领域的上，2012 年，他们又用该结构，完成了四分之一波片的设计[14](如图 两组相同的 v 形天线组成，这两组天线在 x 方向错开了 2 个子单元线有 8 个子结构，沿 x 方向上的相邻结构间的相位梯度相差 4，这在 y 方向上的相邻的结构之间相位差就是 2。因此，光入射到超表的相位梯度一致，经过这该结构的透射光向相同的方向发生偏转。方向上引入了 2的相位差使得入射的线偏振光转化为圆偏振光。广的重新推导，推进了平面光学的进展引发了对梯度超表面的极大兴料研究热点开始向梯度超表面（所谓的平面光学），电磁感应透明(Fano)以及石墨烯的超表面转变。
【参考文献】：
期刊论文
[1]超表面相位调控原理及应用[J]. 李雄,马晓亮,罗先刚. 光电工程. 2017(03)
[2]太赫兹技术在医学检测和诊断中的应用研究[J]. 齐娜,张卓勇,相玉红. 光谱学与光谱分析. 2013(08)
[3]太赫兹科学与技术[J]. 牧凯军,张振伟,张存林. 中国电子科学研究院学报. 2009(03)
[4]太赫兹技术在通信方面的研究进展[J]. 申金娥,荣健,刘文鑫. 红外与激光工程. 2006(S3)
[5]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
本文编号：2976099
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2976099.html
