用于THz波段的調(diào)制器和濾波器的設(shè)計與研制.pdf

1、THz器件的設(shè)計有選材的困難,因為大多材料對THz波傳輸具有高損耗、高吸收、高色散的缺點(diǎn)。超材料的出現(xiàn)為THz器件的研究帶來了新希望,易實(shí)現(xiàn)THz系統(tǒng)的集成化與小型化。論文以超材料為基礎(chǔ)完成了三方面的工作:雙向可調(diào)的太赫茲調(diào)制器的設(shè)計與研制;太赫茲單、雙帶阻濾波器的設(shè)計;太赫茲單、雙帶通濾波器的設(shè)計。
　　在頻率雙向可調(diào)的太赫茲調(diào)制器的設(shè)計上,把半導(dǎo)體硅為襯底的非對稱結(jié)構(gòu)作為基本單元,通過周期延拓實(shí)現(xiàn)了兩個諧振頻點(diǎn)0.35 THz

2、和0.73 THz。仿真中通過調(diào)節(jié)縫隙處硅的電導(dǎo)率大小實(shí)現(xiàn)了頻率的雙向移動,即藍(lán)移和紅移,移動后的新諧振頻點(diǎn)為0.61 THz和0.42 THz。結(jié)合諧振點(diǎn)電場分布分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化時對諧振位置及帶寬的影響。此外研究了調(diào)制器的太赫茲波入射角θ和極化角度?的穩(wěn)定性,在θ從0°到45°范圍內(nèi)諧振頻點(diǎn)基本不受影響;在?從0°到90°變化時,形成新諧振點(diǎn)0.77 THz。同時研究了光透射深度對傳輸系數(shù)的影響。對模型進(jìn)行了加工,測試與仿真頻點(diǎn)吻合

3、。其次是開口環(huán)諧振結(jié)構(gòu)的仿真設(shè)計,諧振點(diǎn)在0.46 THz,給出了仿真與加工測試結(jié)果,兩個結(jié)果吻合較好。
　　有機(jī)材料做襯底,以開口環(huán)的變形結(jié)構(gòu)為基本單元,利用雙層疊加結(jié)構(gòu)設(shè)計了太赫茲單帶阻濾波器和雙帶阻濾波器,單帶阻濾波器在不同入射波極化方向下的帶寬分別為0.16 THz和0.47 THz。雙帶阻濾波器的帶寬分別為0.09 THz和0.1 THz,邊沿陡度依次為297 dB/THz,297 dB/THz,287 dB/THz和3