用于THz波段的調制器和濾波器的設計與研制.pdf

1、THz器件的設計有選材的困難,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。超材料的出現為THz器件的研究帶來了新希望,易實現THz系統(tǒng)的集成化與小型化。論文以超材料為基礎完成了三方面的工作:雙向可調的太赫茲調制器的設計與研制;太赫茲單、雙帶阻濾波器的設計;太赫茲單、雙帶通濾波器的設計。
　　在頻率雙向可調的太赫茲調制器的設計上,把半導體硅為襯底的非對稱結構作為基本單元,通過周期延拓實現了兩個諧振頻點0.35 THz

2、和0.73 THz。仿真中通過調節(jié)縫隙處硅的電導率大小實現了頻率的雙向移動,即藍移和紅移,移動后的新諧振頻點為0.61 THz和0.42 THz。結合諧振點電場分布分析了結構參數變化時對諧振位置及帶寬的影響。此外研究了調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°范圍內諧振頻點基本不受影響;在?從0°到90°變化時,形成新諧振點0.77 THz。同時研究了光透射深度對傳輸系數的影響。對模型進行了加工,測試與仿真頻點吻合

3、。其次是開口環(huán)諧振結構的仿真設計,諧振點在0.46 THz,給出了仿真與加工測試結果,兩個結果吻合較好。
　　有機材料做襯底,以開口環(huán)的變形結構為基本單元,利用雙層疊加結構設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