可调太赫兹表面等离子激元及辐射源的研究

发布时间：2020-12-21 23:02

　　太赫兹（THz）波是一种频率在0.1THz-10THz之间的电磁波,其独特的波长特性使得该波段在生物医学成像、半导体材料及太赫兹通信等领域具有广泛的应用价值。在THz频段,基于金属或介质结构的太赫兹器件一旦加工完成,性能也就固定,无法实现对电磁波的调控。本论文的主要目的是利用等离子体或石墨烯的外加参数可调性,设计可调太赫兹表面等离子激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）和太赫兹辐射源。论文首先介绍了表面等离子激元的发展历程和应用,以及太赫兹辐射源的研究现状。在此基础上,详细推导了等离子体与介质表面的色散关系,分析了其可调表面等离子激元特性。最后,利用CST仿真软件设计了基于石墨烯的介质加载金属光栅结构,分析了可调的太赫辐射源特性。本论文的主要工作如下:（1）利用Maxwell方程推导了磁化等离子体与介质表面的色散方程,分析了其表面等离子体激元特性。研究发现,非磁化情况下,等离子体表面SPPs的波矢大于空气中光子的波矢,无法激发SPPs,需要采取措施进行波矢补偿。而在磁化等离子体SPPs的色散曲线与真空中的电磁波的色散曲线产生了交点,说明在该点波矢匹配条件... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２平面波导结构示意图??在之前的许多ＳＰＰｓ波导研宄中，没有人提到控制微波和太赫兹频率下表面??

太赫兹辐射是指频率在太赫兹量级的电磁波辐射，太赫兹是ＴｅｒａｈｅｒｔＺ（ＴＨｚ）??的音译，一般讨论的太赫兹辐射频率处于０．１ＴＨｚ－１０ＴＨｚ范围内，其波段在电磁??谱中的位置介于微波和红外波之间，如图１－８所示太赫兹波段左侧的微波技??７??

典型的代表是反波管、耿式二极管振荡器等。２０世纪６０年代，Ｂ．?ｊ．?Ｍｃｍｕｒｔｒｙ??等人研究了反波管，提出了具体的理论和实验分析ＰＨ％，反波管是一种真空电??子管，其原理如图１－１０所示，阴极和阳极之间形成的周期分布的电势场使得在??其中形成周期分布的电子包然后产生太赫兹辐射，反波管的功率表可以达到毫瓦??以上，发射频率单一但是具有一定范围的调谐能力，其减速系统的周期电子速度??决定了反射管反射太赫兹辐射的频率，如果需要调谐反波管的输出频率可以通过??改变反波管的加速电压来调谐［４８１。??１０??

【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹辐射源的研究进展[J]. 谷智,陈沅,李焕勇,介万奇.  红外技术. 2011(05)
[2]太赫兹科学技术及其应用的新发展[J]. 刘盛纲,钟任斌.  电子科技大学学报. 2009(05)
[3]基于金属表面等离子激元控制光束的新进展[J]. 王庆艳,王佳,张书练.  光学技术. 2009(02)



本文编号：2930667