基于表面微結(jié)構(gòu)的太赫茲吸收層研究.pdf

1、太赫茲(Terahertz, THz)波是指頻率在0.1-10THz范圍內(nèi)的電磁波，介于毫米波與紅外波之間。與其它波段的電磁輻射相比具有瞬態(tài)性、寬帶性、低能性、穿透性、懼水性等獨(dú)特性質(zhì)。太赫茲探測(cè)器是太赫茲科學(xué)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵器件之一，太赫茲波吸收材料及吸收結(jié)構(gòu)是高性能太赫茲探測(cè)器的重要保障。本論文針對(duì)太赫茲吸收展開超材料結(jié)構(gòu)及多孔粗糙材料的設(shè)計(jì)與制備研究。
　　超材料結(jié)構(gòu)被證實(shí)可以高效吸收設(shè)定頻段太赫茲波輻射，但該結(jié)構(gòu)與基于微測(cè)輻

2、射熱計(jì)的探測(cè)單元兼容性差，本論文設(shè)計(jì)了基于微橋結(jié)構(gòu)的超材料圖形并進(jìn)行了分析優(yōu)化。本文先設(shè)計(jì)尺寸為56μm×56μm十字架超材料結(jié)構(gòu)，CST仿真軟件模擬結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)在2.52THz處對(duì)太赫茲波的吸收率近100％；通過(guò)該超材料結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)、表面電流、功率流、功率損耗等的信息分布可以看出吸收的太赫茲波輻射電場(chǎng)主要分布在頂層結(jié)構(gòu)上，吸收頻率主要由頂層結(jié)構(gòu)決定，入射太赫茲輻射的功率損耗主要分布在介質(zhì)層。本文還設(shè)計(jì)了不同尺寸和厚度的超材料結(jié)構(gòu)，通

3、過(guò)CST仿真確定了超材料結(jié)構(gòu)對(duì)太赫茲輻射吸收的關(guān)系。
　　為了將超材料圖形與微橋結(jié)構(gòu)兼容需縮小超材料圖形尺寸，本文設(shè)計(jì)了一種頂端擴(kuò)展的十字架結(jié)構(gòu)，尺寸單元為28μm×28μm，仿真模擬表明該結(jié)構(gòu)對(duì)相同頻率的太赫茲波也能實(shí)現(xiàn)將近100%的吸收。同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)際制備，測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)太赫茲輻射有明顯的吸收峰。本文還設(shè)計(jì)新穎的鋸齒狀微型天線對(duì)結(jié)構(gòu)，與一般的天線相比具有尺寸小的特點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)在2.75THz處對(duì)太赫茲波的吸收率接