基于导模谐振的太赫兹双面超材料滤波器设计
超材料是一类由亚波长结构周期性排列构成的人工复合的材料，因其展现出了许多自然材料所没有的独特性质所以极具研究价值。超材料的发展与太赫兹技术的进步密切相关，随着近些年太赫兹源与探测器的不断进步，太赫兹技术得到了空前发展。太赫兹技术及应用的发展也刺激了对基础器件的需求，太赫兹滤波器作为一种实用性的功能器件也不例外。滤波器可以滤除应用环境里不需要的噪声或杂波，这对于提高系统的性能非常重要。本文研究的基于导模共振的太赫兹滤波器，它利用了导模共振独特的窄带宽、对称峰型以及高透过率等特点，考虑到不同的应用需求,该类滤波器可以设计可调谐、多频带等不同功能的器件。论文的主要研究内容如下： （1）研究了一种基于一维金属光栅的导模共振带通滤波器。从原理上对该滤波器进行了分析，包括结构参数与可调谐性的关系。为了提高通带中心的谐振峰幅值与旁瓣抑制比，我们进一步设计了一种双面一维光栅结构的滤波器。经过分析对比，双面结构的滤波器在保持单面光栅的通带幅值下，其旁瓣抑制比可提高 50%~100%。 （2）分析了二维金属超材料光栅平面波导滤波器。它可以同时激发 x与 y两个超材料光栅方向上的平板波导基模。进一步，我们设计了一种新颖的基于双面不对称超材料光栅的多频带导模共振滤波器。这种滤波器通过打破上下层结构的对称性得到，进而引发两个基模的分裂，在1.4~2.0THz的范围内实现四波长滤波的目的。另外，该滤波器还可以通过改变两层光栅之间相对位置得到三波长及双波长滤波器。 （3）设计了一种十字结构超材料的导模共振滤波器进行实验验证工作。通过激光曝光与湿法腐蚀相结合的方法制作了超材料波导器件，通过太赫兹光谱仪测得的结果与仿真数据进行了对比，两者吻合度较好。
滤波器;太赫兹双面超材料;导模谐振
中国计量大学
硕士
控制工程
洪治;刘国伟
2018
中文
TN713
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）