基于CST仿真的宽带超材料结构及其实验研究

发布时间：2024-04-21 13:51

　　太赫兹波的波长范围0.03³mm是介于红外和毫米波之间的亚毫米波,具有许多其他电磁波不具备的独特性质,同时物质结构的太赫兹波谱也包含着非常丰富的物理化学信息,这些优点使得它在物理、生化、遥感、雷达、军事、国土安全、医学、天文、通信、航天等领域有许多潜在应用,引发国内外各界关注。超材料是一种新兴的通过组合普通材料以实现特殊物理性能的人工复合材料,可以实现太赫兹频段的高吸收效果。结合太赫兹超材料和红外探测技术的转换器,可以利用超材料结构吸收太赫兹波能量再将其转换为红外射线进而被红外探测器探测,大幅降低太赫兹探测器成本。在这种结构中,太赫兹吸收超材料是核心部分。本文设计了单圆片超材料吸收结构,由金属圆片、中间介质、底层金属薄膜组成,研究了单圆片超材料的吸收原理,推导了单圆片超材料的共振频率计算公式,并利用CST软件仿真,使其在2.52THz达到99.9%的高吸收,结合其金属层表面电流分布及电场磁场能量分布,分析了该超材料结构吸收太赫兹波的特点,探究了单圆片结构金属材料、单元尺寸、介质厚度、圆片半径对太赫兹响应的影响,模拟了在TM、TE波的情况下,吸收特性随入射角增大的改...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1太赫兹光谱示意图

第一章绪论第一章绪论赫兹波概述兹波（Terahertzwave）是频率在0.1THz到10THz（1THz=101~3mm之间的电磁波的统称，如图1-1所示，太赫兹波的波段范波之间，也称之为亚毫米波、极远红外波，能量介于电子和光子谱上，太赫兹波段两侧的红外及微波....

图1-2开口谐振环结构

超材料能够在特定频率或频段实现对太赫兹产生响应，超材料结构对太赫兹波的发展和应用具有积极深远的影响。材料结构的发展与应用年，Veselago预测了一种介电常数和磁导率同时为负的电动种材料将会具备的各种不同寻常的物理特性，例如折射率为余年间，却没有人制备出真正具有这种特性的材料。....

图1-3Landy的三层完美电磁吸收结构

电子科技大学硕士学位论文，Landy等提出了三层结构组成的完美电磁吸收结构[34]（完美吸收超材料的先河。该结构顶层是双开口谐振环，中条。当电磁波垂直顶层平面入射时，顶层与底层的金属薄开口谐振环与底层金属条间的反向平行电流产生磁响应（应在谐振频率处与电磁波产生强烈的耦合效应，从....

图1-4Landy的极化不敏感结构

应用几乎不可能。图1-3Landy的三层完美电磁吸收结构[34]09年，Landy等研制出一种极化不敏感超材料[35]如图1-4，通过图材料的各向异性，又一次拓宽了超材料的研究方向。而对频带的扩09年之后才渐渐被实现。

本文编号：3960967