基于CTNA复合陶瓷的太赫兹波调制特性研究

发布时间：2020-03-21 02:11

【摘要】：太赫兹调制技术是太赫兹科学研究领域热点之一,基于复合陶瓷的调制器在微波波段已经有广泛的应用,但是在太赫兹领域研究还较少。本论文主要研究的就是xCaTiO_3-(1-x)NdAlO_3复合陶瓷在太赫兹波段的介电特性,以及基于该复合陶瓷的可调制超材料吸收器研究。使用固相反应法制备xCaTiO_3-(1-x)NdAlO_3复合陶瓷,使用太赫兹时域光谱仪研究该样品太赫兹波段介电特性,使用基于时域有限积分的CST软件对吸收器进行仿真实验研究,主要研究结果如下:(1)通过外加532 nm泵浦光研究0.45CaTiO_3-0.55NdAlO_3复合陶瓷太赫兹波段调制特性。光强350 mW时样品介电常数实部调制深度达到10.5%,折射率变化量与外加光强呈正比关系,这些现象的原因是外加光场下载流子在材料内部重新分布形成内建电场。xCaTiO_3-(1-x)NdAlO_3复合陶瓷介电常数实部会随着x的增大而增大,且样品介电常数调制度也会随着x增大增加。(2)基于0.45CaTiO_3-0.55NdAlO_3复合陶瓷设计了一种太赫兹波段超材料吸收器,在0.73 THz处吸收器的吸收峰值达到了98%。其原因在于Mie谐振造成的电磁吸收。还研究了结构参数对吸收器的影响,发现随着吸收器单元高度降低吸收峰向高频方向移动,与Mie谐振理论相吻合,且改变周期单元距离也会对吸收峰产生影响。模拟外加光场对吸收器的影响,发现随着外加光强增加吸收器吸收峰向低频方向移动,显示吸收器拥有一定的光控可调谐能力。
【图文】：

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华中科技大学硕士学位论文1 绪论1.1 太赫兹波概述太赫兹(Terahertz, THz)波通常是指频率在 0.1 THz～10 THz 之间，波长在 3 mm～30um 之间的电磁波，太赫兹波频率介于微波和红外之间，因此太赫兹波也被称之为远红外波以及亚毫米波[1]，国际上也被称之为 T-ray，图 1-1 显示的是太赫兹波在电磁波中所处的位置[2]。

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华中科技大学硕士学位论文电损耗角、品质因数、吸收系数等光学参数。THz-TDS 按和反射式两种，，透射式是通过测量样品的透射信号得到样测量从样品表面反射回来的太赫兹波得到太赫兹谱，透射取参数的方式更加简单，但是当样品厚度较大或者对太赫无法透过样品时会用到反射式 THz-TDS。本论文研究的样体，太赫兹波可以很好地透过所以主要用到透射式 THz-THz-TDS，其工作原理图如图 1-2 所示。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O441

【参考文献】