大双折射率液晶在太赫兹波段的介电特性与应用研究

发布时间：2023-04-22 09:12

　　太赫兹(THz)波的频率范围是0.1-10 THz,在电磁波谱中位于毫米波和红外波段之间,其具有的独特的性质使其在生物检测、通信和公共安全系统等领域具有广阔的应用前景,但长期以来自然界缺乏直接高效调控THz波的材料,高性能的THz功能器件仍是亟待解决的问题。液晶具有各向异性和非常成熟的工业基础,其应用范围可以从光学波段拓展到毫米波及THz频段,但是研究发现液晶在THz波段的应用中面临着两大问题:一是相比与光学波段,一般的液晶的光电各向异性在THz波段比较低,吸收损耗比较高;二是THz波段缺乏透过率良好的透明电极。本文研究了八种大双折率液晶分子与商业液晶(E7和S200)制成的新型混晶(E7-2和S200-2)在THz波段的介电特性;然后利用紫外光刻技术制作了液晶超材料透射式器件,并比较了混合液晶和商业液晶的透射传输特性性能;最后初步研究了新型透明电极PEDOT:PSS对超材料吸波体的影响。本文研究的主要内容如下:1.利用自由空间法测量商业液晶(E7和S200)和新型混晶(E7-2和S200-2)在THz低频段的介电特性。测试结果显示两种混晶的介电各向异性比相应的商业液晶分别高16.4%...

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【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 THz技术与应用
        1.2.1 THz波
        1.2.2 THz波的性质与应用
    1.3 液晶
        1.3.1 液晶分类
        1.3.2 向列相液晶的电磁特性
    1.4 THz液晶材料与器件
        1.4.1 THz波段液晶材料的研究现状
        1.4.2 THz透明电极的研究现状
        1.4.3 传统的准光学液晶THz器件
        1.4.4 超材料简介
        1.4.5 基于液晶的可调超材料器件
    1.5 本论文的主要研究内容
第二章 大双折射率液晶在THz低频段的介电特性
    2.1 液晶的双折射率影响因素
    2.2 混晶材料的物理性质
    2.3 液晶介电参数的测量技术
    2.4 频率选择表面的结构
    2.5 工艺流程
        2.5.1 实验仪器与材料
        2.5.2 光刻与制盒
    2.6 自由空间法测液晶介电常数
        2.6.1 介电常数测试与结果分析
        2.6.2 E7和E7-2液晶的介电参数的测试结果与分析
        2.6.3 S200和S200-2的介电测试结果与分析
    2.7 本章小结
第三章 基于液晶的透射式THz电调控器件
    3.1 透射式调控器件单元结构设计
    3.2 制盒与测试
    3.3 性能测试与分析
        3.3.1 E7和E7-2器件测试结果和分析
        3.3.2 S200和S200-2器件测试结果和分析
    3.4 本章小结
第四章 透明电极PEDOT:PSS对超材料吸波体的影响
    4.1 PEDOT:PSS导电性能表征
    4.2 制作超材料吸波体
    4.3 测试结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果
    1)参加的学术交流与科研项目
    2)发表的学术论文(含专利和软件著作权)
    3)获得的学术奖励
附录



本文编号：3797349