基于超材料的太赫兹线极化转换器的研究

论文摘要

太赫兹(Terahertz,THz)辐射是频率位于微波和远红外光之间的电磁辐射,其频率范围为0.1THz到10THz,极化是电磁波的一个重要特征,极化转换器作为调控太赫兹波极化状态的重要器件,属于国内外太赫兹器件的研究热点。超材料是人工设计的具有周期结构的材料,能实现许多天然材料所不具备的负介电常数、负磁导率、负折射率等特殊效应备受人们的关注。本文对基于超材料的线极化转换器进行研究与设计,具有重要的理论研究价值和实用意义。论文首先分析了太赫兹线极化转换器的研究背景及国内外研究现状,总结面临的难题。利用等效媒质和等效阻抗理论研究了基于超材料的线极化转换器的极化转换基本原理;对基于开口谐振环结构的线极化转换器的极化转化特性进行了分析。利用CST MWS 2017电磁仿真软件设计了三款基于开口谐振环结构的太赫兹超材料线极化转换器,讨论了超材料结构的主要几何参数变化对极化转换特性的影响;其中,第一款太赫兹线极化转换器的顶层结构是由两个不同开口方式的开口圆环组成,具有80%以上极化转换率的频率带宽为1.0343THz;第二款太赫兹线极化转换器的顶层结构是由开口方环和金属栅条构成,具有80%以上极化转换率的频率带宽为0.9492THz;第三款折线型太赫兹线极化转换器的顶层结构由两段折线构成,具有92%以上极化转换率的频率带宽为0.8180THz。对设计的三款太赫兹线极化转换器进行了加工与测试,对仿真结果和测试结果进行比较,分析产生误差的原因,并对其中误差最大的一款极化转换器进行结构改进、加工、测试,获得符合设计要求的太赫兹线极化转换器。本文设计的太赫兹线极化转换器具有良好的极化转换性能,可实现高效率的宽带线极化转换。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 沈大俊

导师: 潘武

关键词: 太赫兹,超材料,线极化转换器,宽带

来源: 重庆邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

专业: 物理学,材料科学,无线电电子学

单位: 重庆邮电大学

分类号: TB34;O441;TN60

DOI: 10.27675/d.cnki.gcydx.2019.000643

总页数: 70

文件大小: 3530K

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