可调谐太赫兹超材料吸收体的研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:FriedaCao
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超材料吸收体是一种能够通过合理的设计结构尺寸达到完美吸收的人工复合材料。在太赫兹频段,超材料吸收体在传感、隐身和探测等领域有重要的应用前景。目前大多数超材料吸收体不具有调谐功能,即:一旦制备完成,就无法改变其吸收特性,这种吸收体无法满足太赫兹技术的发展需求。因此,深入研究可调谐太赫兹吸收体的吸波机理,掌握具有宽带、调谐深度大和响应速度快等特性的太赫兹吸收体设计方法,已经成为太赫兹吸收体领域亟待解决的一个重要问题。因此,本文基于洛伦兹电磁共振,设计了两种可调谐太赫兹超材料吸收体,分别是基于二氧化钒的可调谐太赫兹超材料吸收体和基于石墨烯浮栅结构的可调谐太赫兹超材料吸收体。基于二氧化钒的可调谐太赫兹超材料吸收体是利用二氧化钒的相变特性实现其可调谐功能。由于二氧化钒的皮秒级相变时间使得其具有超快响应的特点。通过计算得到在中心频率为4.95THz处其吸收带宽可以达到1.25THz,同时在这个带宽内吸收率可以从25%连续的调谐到90%。同时,所设计吸收体还具有偏振不敏感和广角特性。基于石墨烯浮栅结构的可调谐太赫兹超材料吸收体是利用石墨烯的电可调性实现其可调谐功能。由于本设计采用的浮栅结构,使得所设计的吸收体在撤去外加电压时可以保持住吸收性能,具有非易失性和低功耗特性。此外,该吸收体相对传统的可调谐吸收体还具有更宽的吸收带宽。通过计算得到在中心频率为3.97THz处其吸收带宽可以达到2.69THz,并且在这个带宽内,吸收体的吸收率可以从15%被持续的调谐到90%。同时,所设计的吸收体具有偏振不敏感性和较好的广角特性。
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