基于微結(jié)構(gòu)表面等離子體激元的太赫茲功能器件的研究——太赫茲超寬帶濾波器的研究.pdf

1、太赫茲科學(xué)是一門介于電子學(xué)和光子學(xué)之間的交叉學(xué)科，與太赫茲相關(guān)的技術(shù)涉及了很多學(xué)科，例如光電子學(xué)、電磁學(xué)、材料學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)和微加工技術(shù)等等。另外在環(huán)境監(jiān)測、物體成像或者是醫(yī)療診斷等方面，太赫茲波因為其獨特的性質(zhì)有十分重要的研究價值。近年來，太赫茲科學(xué)技術(shù)的發(fā)展尤其迅速，而在其發(fā)展道路上，對太赫茲功能器件的需求也逐漸增加。
　　當(dāng)金屬和介電質(zhì)的分界面上有電磁波入射時，金屬表面自由電子振蕩并與電磁波耦合形成一種電磁波，這種電磁波就

2、是金屬表面等離子體激元(SPPs)，SPPs會沿著金屬的表面向前傳播，它的場幅值在金屬與介質(zhì)內(nèi)是呈指數(shù)形式衰減的，而在兩種材料的的界面上具有最大值。SPPs可以突破衍射極限，在亞波長范圍內(nèi)約束電磁波的傳播。而為了實現(xiàn)SPPs的有效傳播，研究人員提出研究了各種各樣的結(jié)構(gòu)，研究表明，為了解決SPPs不能僅僅的束縛在光滑金屬表面的問題，可以利用亞波長金屬孔陣列結(jié)構(gòu)，而且如果在光滑的金屬表面刻蝕一些周期性的槽陣列，也能夠在很大程度上增強(qiáng)金屬對電

3、磁波的束縛能力，這使得基于SPPs的器件得到了更加廣泛的研究。而且與微波頻段不同，基于SPPs的器件在太赫茲頻段的尺寸可以做的更小，這樣更有利于大規(guī)模器件的集成化，因為太赫茲頻段的SPPs器件可以做到微米的量級，另外如果與光頻段進(jìn)行比較，太赫茲頻段的金屬SPPs的傳播距離能夠更長，所以在傳播的過程中可以比較方便的對它進(jìn)行一些處理以達(dá)到我們的需求。因此，基于表面等離子體激元的太赫茲功能器件成為了太赫茲科學(xué)領(lǐng)域的一個研究的熱點之一。