摘  要

    

本文主要讲述了太赫兹的独有特性、技术应用，人工电磁媒质的特性作用、调控方式、相关理论、仿真测试以及制作方式。太赫兹波是一种介于微波和红外波之间，波长在3mm到0.03mm、频率在0.1THZ到10THz之间的电磁波。人工电磁媒质是一种具有周期性单元结构且具有亚波长的人工电磁材料又称为超材料，本文讲述了人工电磁媒质在太赫兹领域现有的比较常见的理论研究测试方法及通过对人工电磁媒质的调控来实现重要应用价值。论文举例简要叙述了对基于二氧化钒单层结构的偏振主动控制器以及使用铟镓锌氧肖基特二极管动态调控ELC超材料、以及他们的设计和实验制备流程。通过以上两种方法可以用来为太赫兹波偏振主动控制器件的开发提供新材料与新思路，为太赫兹领域的研究提供强大的技术支持。

目    录

1、绪论 …………………………………………………………………………………………… 3

1.1、太赫兹技术简介 ……………………………………………………………………… 3

1.1.1、太赫兹简介 …………………………………………………………………… 3

1.1.2、太赫兹波特性 ………………………………………………………………… 3

1.1.3、太赫兹的技术与应用 ………………………………………………………… 4

1.2、人工电磁媒质简介 …………………………………………………………………… 5

1.2.1、人工电磁媒质概念 …………………………………………………………… 5

1.2.2、偏振调控人工电磁媒质 ……………………………………………………… 5

1.2.3、主动调控人工电磁媒质 ……………………………………………………… 6

2、人工电磁媒质理论 …………………………………………………………………………  7

2.1、人工电磁媒质磁导率与介电常数  ………………………………………………… 7

2.2、等效电路理论 ………………………………………………………………………  7

2.3、等效媒介理论 ………………………………………………………………………… 8

2.3、多层结构干涉理论 …………………………………………………………………… 9

3、人工电磁媒质仿真测试 …………………………………………………………………… 10

3.1、人工电磁媒质仿真 ………………………………………………………………… 10

3.1.1、基于有限元法 ……………………………………………………………… 10

3.1.2、基于矩量法 ………………………………………………………………… 10

3.1.3、基于时域有限积分法 ……………………………………………………… 10

3.2、人工电磁媒质测试 ………………………………………………………………… 10

3.2.1、太赫兹矢量网络分析仪 …………………………………………………… 10

3.2.2、太赫兹时域光谱 …………………………………………………………… 11

4、人工电磁媒质研究进展 …………………………………………………………………… 11

4.1、基于二氧化钒单层结构的偏振主动控制器 ……………………………………… 11

4.1.1、基于二氧化钒单层结构的偏振主动控制器的作用 ……………………… 11

4.1.2、二氧化钒人工电磁媒质的设计 …………………………………………… 12

4.1.3、样片加工 …………………………………………………………………… 14

4.2、IGZO肖基特二极管动态调控ELC超材料  ………………………………………… 15

4.2.1、IGZO肖基特二极管动态调控ELC人工电磁媒质的作用…………………… 15

4.2.2、ELC人工电磁媒质的设计 …………………………………………………  15

4.2.3、IGZO肖基特二极管对ELC超材料的影响 ………………………………… 18

4.2.3、器件制备 …………………………………………………………………… 18

5、总结与展望 ………………………………………………………………………………… 20

5.1、总结 ………………………………………………………………………………… 20

5.2、展望 ………………………………………………………………………………… 20

参考文献 …………………………………………………………………………………………21

致谢 ………………………………………………………………………………………………23