太赫茲波寬帶超材料吸收器的結構設計與性能.pdf

1、超材料寬帶吸收器，尤其是結構簡單性能優(yōu)良的寬帶吸收器在電磁隱身，光電探測等方面都有極大的應用前景，是太赫茲超材料領域的研究熱點。當前，許多太赫茲超材料寬帶吸收器存在吸收帶寬有限、制作復雜、占空比較低等問題，這在一定程度上限制了它的發(fā)展及應用。
　　通常，超材料寬帶吸收器的設計采用金屬-介質多層交互疊加方式，或者周期內排列組合多個圖形結構的方式。在太赫茲波段，這些設計方法對微加工水平或超材料尺寸提出了很高的要求，因此難以大幅度提高吸

2、收帶寬。本文通過對閉合金屬環(huán)諧振特性和電磁波帶寬疊加原理的研究表明，圖案層的閉合金屬環(huán)邊長決定諧振峰的位置，不同金屬環(huán)產生的諧振峰相對獨立且相互影響較小，便于實現(xiàn)帶寬疊加。基于此特性，本文中設計平面同心嵌套金屬環(huán)結構使一系列窄帶吸收峰在太赫茲波段相互疊加實現(xiàn)了寬帶吸收。對其吸收特性的研究表明，該器件為偏振無關器件，吸收帶寬為3.70THz，帶寬中心頻率比高達87.5％，對一定角度斜入射的TE、TM模式電磁波都能保持較高的吸收率，且吸收主

3、要為金屬的歐姆損耗，并成功的利用了阻抗匹配原理和干涉理論對寬帶吸收進行分析。平面嵌套結構的超材料寬帶吸收器不僅具有制作簡單、占空比高等優(yōu)點，而且改變金屬線寬和金屬環(huán)間距可以提高超材料的吸收率，改變閉合環(huán)數(shù)量可以控制吸收帶寬。
　　考慮到實際應用中熱傳導，熱電信號提取等問題，基于同心嵌套金屬環(huán)圖形并結合天線結構的設計思想，采用螺旋金屬線方式設計了吸收性能更為良好的太赫茲波寬帶吸收器。該吸收器為偏振不敏感器件，吸收帶寬高達5.26TH