1. 研究目的与意义
研究背景:
太赫兹波是指频率范围为0.1~10thz(波长0.03~3mm),介于微波与红外光之间的一段电磁波。长期以来,位于太赫兹波段两侧的微波和红外辐射早已广泛应用于成像、通信、传感等各个领域,但由于缺乏有效的产生和探测太赫兹辐射的方法,人们对于该波段的了解有限,因而太赫兹波段被称为电磁波谱中的太赫兹空隙。太赫兹滤波器是太赫兹通讯、成像系统的重要部件之一,需要通过滤波器去除噪声等不符合需要信号的干扰,因此太赫兹滤波器的研究对太赫兹科学和技术的应用具有重大意义。
2. 研究内容和预期目标
研究主要内容
1) 用电磁仿真软件模拟微结构中开口环非对称性对太赫兹波的传输特性。
在基于时域有限差分方法基础上,开展镜像四环非对称结构核心单元结构的设计和模拟,研究微结构的非对称性对平面型滤波器传输特性的影响,以提高滤波器 q 值和降低插入损耗为目的;阐述太赫兹滤波器的物理机制和工作原理,描绘器件工作频率下太赫兹波电场强度与电流密度的分布。
2)描绘器件工作频率下太赫兹波电场强度与电流密度的分布。
3. 研究的方法与步骤
研究方法:
(1)用单面抛光,电阻率为2000ohm-cm,厚度为500微米的si作为实验基片,在si基片表面沉积300nm金薄膜.
(2)通过电磁仿真软件模拟微结构中开口环非对称性对太赫兹波的传输特性,包括不同非对称性参数的透射率-频率图、不同非对称性参数的电场强度-频率图、不同非对称性参数的电流密度-频率图、实验照片图、以及测试光路图。
4. 参考文献
1.G.L.Carr,MichaelC.Martin,WayneR.McKinney,K.Jordan,GeorgeR.NeilandG.P.Williams,High-power terahertz radiation from relativistic electrons [J],Nature2002,420:153.
2. K.WangandD.M.Mittleman Simple wire picks up terahertz waves [J],Nature2004,432:376.3.W.Cao,R.Singh,I.A.IAlNaib,M.He,A.J.TaylorandW.Zhang, Low-loss ultra-high-Qdark modeplasmonic Fano metamaterials [J],OpticsLetters2012,37:3366.4.H.Zhang,Z.Li,F.Hu,T.Chen,B.Qin,Y.Zhao, Sensitive detection of chlorpheniramine maleate using THz combined with metamaterials [J],OpticalandQuantumElectronics 2017,49:258.5.H.T.Chen,W.J.Padilla,J.M.O.Zide,A.C.Gossard,A.J.Taylor,R.D.Averitt, Active terahertz metamaterial devices [J], Nature2006,444:597.6.R.Singh,I.A.I.AlNaib,M.Koch,andW.Zhang, Asymmetric planar terahertz metamaterials [J]Optics Express2010,18:13044.7.R.Singh,I.A.I.AlNaib,Y.Yang,D.R.Chowdhury,W.Cao,C.Rockstuhl,T.Ozaki,R.MorandottiandW.Zhang,Observing metamaterial induced transparency in individual Fano resonators with broken symmetry [J] Appl. Phys.Letts2011,99:201107.8. C.Li,C.Zhang,G.Hu, Electrically tunable superconducting terahertz metamaterial with low insertion loss and high switchable ratios [J]Appl. Phys.Letts.2016,109:022601.9. H.Li,S.Liu,S.Liu, Electrically tunable superconducting terahertz metamaterial with low insertion loss and high switchable ratios[J] Appl. Phys.Letts.2015,106:114101.10.R.Yahiaoui,M.Manjappa,Y.K.Srivastava, Active control and switching of broadband electromagnetically induced transparency in symmetric metadevices [J]Appl. Phys.Letts.2017,111:021101.11.I.H.Libon,S.Baumgartner,M.Hempel,etal.An optically controllable terahertz filter [J] Appl.Phys.Letts.2000,76:2821.12.I.AlNaib,R.Singh,C.Rockstuhl,etal.Excitation of a high-Qsubradiant resonance mode in mirrored single-gap asymmetric split ring resonator terahertz metamaterials [J] Appl. Phys.Letts.2012,101:071108.13.XiaoyuZhang,RenbingTan,ZhongXinZheng,XinxingLi,ZhipengZhang,JiandongSun,YuZhou,LiL,BaoshunZhang,HuaQin. Terahertz filters based on frequency selective surfaces for high-speed terahertz switch [J] JournalofAppliedPhysics2013,113:014504.14.XiaoyuZhang,RenbingTan,JiandongSun,XinxingLi,YuZhou,HuaQin. Investigation of high sensitivity radio-frequency readout circuit based on AlGaN/GaN high electron mobility transistor [J] ChinesePhysicsB2015,24:105201.5. 计划与进度安排
第七学期
4—8周:对本学院教师提出命题要求,布置任务,教师命题。
9—11周:指导教师填写毕业论文题目申报表,经系部和学院审核,然后进入毕业论文智能管理系统进行毕业论文题目申报。专业负责人完成课题的审核,完成课题的发布。
