收藏本站
《北京交通大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于InSb可调谐太赫兹表面等离子体吸收器的研究

刘怀清  
【摘要】:太赫兹科学技术在最近十年得到了迅猛的发展,而且越来越受到相关研究人员的重视,这是由于它在如生物科学,医学成像,安全和空间科学,传感等诸多领域有着重要的应用。鉴于太赫兹科学技术潜在的应用价值和广阔的发展前景,吸引了世界各国大量科研人员的研究兴趣,一系列太赫兹器件得到了飞速的发展。例如发射器,调制器,滤波器,检测器和吸收器等等,这些器件的不断改进使得太赫兹系统的性能得到不断的优化。在这些器件中,太赫兹吸收器促进了太赫兹探测器、热发射器、传感器和室温下隐身操作技术的进一步发展。在过去的十年中,基于平面超材料的太赫兹吸收器得到了快速的发展,此类太赫兹吸收器表现出了很多优异的性能,例如偏振不敏感、全角度、双波长、三波长、超窄带和宽带吸收等等。不幸的是,这些吸收器的吸收峰很难调谐,除非改变其几何参数,对于制定好的器件来说,反复修改其几何尺寸显得十分笨拙,另外这些所谓的超材料都是通过金属和介质组合形成的,其排列还有一定的规则,有时候想要找到合适的金属-介质组成的超材料还相当困难,那么自然界中是否存在能吸收太赫兹波,且介电常数可调谐的材料呢?答案是肯定的。本文主要设计并研究了基于半导体InSb太赫兹波段的多种可调谐太赫兹吸收器,着重利用电磁感应透明原理和明暗谐振腔的强耦合导致原始共振频率发生分裂的物理现象设计了可调谐太赫兹多波长吸收器。论文主要创新成果如下:1.对三种(金属、石墨烯、半导体)可以支持SPP波的材料进行了对比,并分别利用三种材料设计了若干性能优异的微纳光子器件。2.设计了基于对称T型InSb阵列的单波长太赫兹吸收器,吸收效率高达99.3%。另外吸收频率的位置可以通过温度来调控。3.分析了 InSb-Air-InSb波导中的电磁感应透明(EIT)现象,并利用该原理设计了多波长太赫兹吸收器,且当两FP腔距离满足特定条件时,双波长太赫兹吸收器可以演变为宽带太赫兹吸收器。4.研究了明暗谐振腔之间的强耦合可以使原始共振频率可以分裂为两个超模共振频率,基于此原理设计并研究了基于InSb的可调多波长太赫兹吸收器。5.分别利用FP腔的级联和FP腔的高阶谐振设计了宽带(吸收带宽约0.2THz)太赫兹吸收器和窄带(吸收半全带宽约0.018THz)太赫兹吸收器。由于InSb的介电常数的温敏特性,本文中所设计的太赫兹吸收器的吸收频率的位置均可以通过温度来调节。本文的研究工作在军事领域、生物医疗、能源领域等方面有潜在的应用价值。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O441

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;第5届超快现象与太赫兹波国际研讨会通知[J];光学精密工程;2010年05期
2 李旭;;魔力太赫兹 神奇“先锋队”——访首都师范大学太赫兹波谱与成像实验室[J];中国发明与专利;2012年04期
3 ;第六届超快现象与太赫兹波国际研讨会[J];科技导报;2012年14期
4 Bradley Ferguson,张希成;太赫兹科学与技术研究回顾[J];物理;2003年05期
5 张蕾,徐新龙,汪力,李福利;太赫兹射线成像的进展概况[J];首都师范大学学报(自然科学版);2005年01期
6 周泽魁;张同军;张光新;;太赫兹波科学与技术[J];自动化仪表;2006年03期
7 李玉林;陈华;汪力;彭慰先;;太赫兹波的产生、传播和探测[J];现代物理知识;2006年03期
8 江世亮;邱德青;王禹;;太赫兹:又一场“前沿革命”——该技术“空白领域”渐成热门,将极大地改变人类生活[J];世界科学;2006年10期
9 戴建明;谢旭;张希成;;利用空气来探测脉冲太赫兹波[J];物理;2007年03期
10 王琳;陈鹤鸣;;太赫兹辐射源与波导耦合研究新进展[J];光电子技术;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张存林;牧凯军;;太赫兹波谱与成像[A];第八届全国光学前沿问题讨论会论文集[C];2009年
2 张敏;权润爱;阮双琛;梁华伟;苏红;;连续太赫兹波在产品分布检测中的应用[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
3 戴厚梅;刘劲松;;空气中产生太赫兹波过程的研究进展[A];第十三届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2011年
4 李喜来;徐军;曹付允;朱桂芳;侯洵;;太赫兹波军事应用研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
5 张存林;赵国忠;;太赫兹波的应用[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 张存林;赵国忠;沈京玲;张岩;;太赫兹波谱与成像[A];第七届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2007年
7 范文慧;;太赫兹波谱成像技术与应用[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
8 赵国忠;梁卫华;张存林;杨国桢;;太赫兹波传播特性及成像研究[A];第七届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集[C];2007年
9 郭澜涛;牧凯军;左剑;张振伟;张存林;;爆炸物的太赫兹超宽带光谱研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 孟增睿;张伟斌;;太赫兹光谱探测技术在安全领域的研究进展[A];第二届全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 袁志勇;张岩:借太赫兹波“穿墙透视”[N];科技日报;2013年
2 本报记者 江世亮 邱德青 实习生 王禹;太赫兹:又一场“前沿革命”[N];文汇报;2006年
3 记者 任海军;有设备会“透视”可“分辨”爆炸物[N];新华每日电讯;2010年
4 常丽君;太赫兹脉冲可提高砷化镓电子密度[N];科技日报;2011年
5 本报记者  缪琴;神奇“太赫兹”改变你生活[N];成都日报;2006年
6 常丽君;科学家开发出石墨烯太赫兹设备样机[N];科技日报;2012年
7 ;英“远程透视眼”能看穿衣服,但不看“隐私”[N];新华每日电讯;2008年
8 实习记者 唐焘逸;反暴恐利器:国内首台太赫兹安检仪发布[N];中国航空报;2014年
9 刘霞;集成太赫兹收发器在美问世[N];科技日报;2010年
10 本报记者 侯铁中;太赫兹研究的中国高度[N];科技日报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王伟涛;新型太赫兹参量源研究[D];山东大学;2015年
2 张彪;太赫兹雷达成像算法研究[D];电子科技大学;2015年
3 黄海漩;基于二元光学矢量理论的太赫兹亚波长功能器件研究[D];深圳大学;2015年
4 李辉;基于连续太赫兹波检测人体呼吸运动的研究[D];第四军医大学;2015年
5 苟君;基于氧化钒辐射热计的室温太赫兹探测器研究[D];电子科技大学;2014年
6 赖伟恩;太赫兹时域光谱与新颖太赫兹薄膜器件的研究[D];电子科技大学;2015年
7 陈琦;几种新型微波无源器件及太赫兹滤波器的研究[D];电子科技大学;2014年
8 王蓉蓉;大气水凝物中THz波和红外波的辐射传输特性[D];西安电子科技大学;2015年
9 刘建军;太赫兹时域光谱技术在转基因物质检测上的识别方法研究[D];西安电子科技大学;2015年
10 刘项;基于金属表面等离子激元的太赫兹波段功能器件研究[D];浙江大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马欣然;木材的太赫兹波光谱特性及参数提取算法研究[D];东北林业大学;2015年
2 唐关琦;大能量纳秒太赫兹参量源研究[D];山东大学;2015年
3 李进;基于太赫兹时域光谱技术的水蒸汽传输特性研究[D];西南科技大学;2015年
4 王磊;亚波长金属微结构对太赫兹波偏振调制作用的研究[D];复旦大学;2014年
5 吴三统;基于单片集成二极管技术的太赫兹倍频链路研究[D];电子科技大学;2014年
6 孙振龙;太赫兹快速成像系统的研究[D];南京大学;2014年
7 樊霖;太赫兹探测器读出电路设计[D];电子科技大学;2015年
8 谢佳林;基于钽酸锂晶体的热释电太赫兹探测系统的设计[D];电子科技大学;2015年
9 孙琳琳;太赫兹波段基于HEMT人工微结构的制备与基础研究[D];电子科技大学;2015年
10 丁杰;基于表面微结构的太赫兹吸收层研究[D];电子科技大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026