超材料（Metamaterials,MMs）是一種自然不存在的、具有特殊電磁特性的人工設(shè)計(jì)材料。對(duì)電磁波傳輸特性的研究是超材料領(lǐng)域的主要研究方向。在本文中,我們將基于半解析法、電/磁諧振理論、多重干涉理論（Multiple Interference Theory,MIT）和阻抗匹配理論,并結(jié)合有限元法（Finite Element Method and,FEM）和有限積分法（Finite Integration Technology,FIT）主要探究太赫茲（Terahertz,THz）波在超材料結(jié)構(gòu)中的傳輸特性—吸波特性與偏振轉(zhuǎn)換特性。同時(shí),在提高吸波和偏振轉(zhuǎn)換性能方面作詳細(xì)討論。本文的主要內(nèi)容可概括如下:在第一章,我們將詳細(xì)介紹本文的研究背景。在第二章,我們首先簡(jiǎn)要介紹計(jì)算電磁學(xué)中的算法。第二,詳細(xì)推導(dǎo)時(shí)諧平面電磁波的波動(dòng)方程以及平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的色散關(guān)系。第三,基于倒格空間中倒格矢的定義導(dǎo)出微孔陣列結(jié)構(gòu)的諧振波長(zhǎng)。最后,對(duì)多重干涉理論（Multiple Interference Theory,MIT）進(jìn)行探討。在第三章中,基于由十字形和圓盤狀石墨烯片陣列組成的復(fù)合吸波結(jié)構(gòu)在波長(zhǎng)43.... 

【文章來源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 光的用途及未來
    1.2 太赫茲波簡(jiǎn)介
    1.3 電磁超材料發(fā)展概述
        1.3.1 基本概念與研究意義
        1.3.2 電磁超材料的發(fā)展史
    1.4 太赫茲吸收器和偏振轉(zhuǎn)換器的發(fā)展史
        1.4.1 電磁超材料完美吸收器的發(fā)展史
        1.4.2 電磁超材料偏振轉(zhuǎn)換器的發(fā)展史
    1.5 可調(diào)諧太赫茲吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器的研究現(xiàn)狀
        1.5.1 基于銻化銦的吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器
        1.5.2 基于光導(dǎo)硅的吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器
        1.5.3 基于二氧化釩的吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器
        1.5.4 基于石墨烯的吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器
        1.5.5 基于狄拉克半金屬的吸收器與偏振轉(zhuǎn)換器
    1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 算法簡(jiǎn)介和理論方法
    2.1 算法及電磁仿真軟件簡(jiǎn)述
        2.1.1 計(jì)算電磁學(xué)中的計(jì)算方法
        2.1.2 計(jì)算電磁學(xué)中的電磁仿真軟件簡(jiǎn)述
    2.2 電磁場(chǎng)基礎(chǔ)理論與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的色散關(guān)系
        2.2.1 電介質(zhì)中電磁波的波動(dòng)方程
        2.2.2 色散關(guān)系
            2.2.2.1 兩層平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的色散關(guān)系
            2.2.2.2 四層平板波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的色散關(guān)系
    2.3 微孔陣列的諧振波長(zhǎng)
    2.4 多重干涉理論
        2.4.1 吸收器中的多重干涉理論
        2.4.2 偏振轉(zhuǎn)換器中的多重干涉理論
    2.5 本章總結(jié)
第三章 基于石墨烯的雙帶近一可調(diào)諧超材料吸收器
    3.1 研究背景
    3.2 結(jié)構(gòu)和方法
    3.3 仿真和討論
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于鈦酸鍶材料的可溫控雙窄帶完美吸收器
    4.1 研究背景
    4.2 結(jié)構(gòu)和方法
    4.3 結(jié)果和討論
    4.4 被提出的吸收器的可溫控性能
    4.5 本章小結(jié)
第五章 高純度寬帶線偏振轉(zhuǎn)換器的實(shí)現(xiàn)方法及其開關(guān)特性
    5.1 研究背景
    5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論和方法
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 垂直入射時(shí)的偏振轉(zhuǎn)換性能
        5.3.2 偏振轉(zhuǎn)換特性隨材料電磁參數(shù)的變化情況
        5.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)偏振轉(zhuǎn)換特性的影響
        5.3.4 廣角特性和偏振角相關(guān)開關(guān)特性
    5.4 本章小結(jié)
第六章 基于狄拉克半金屬的寬帶純線偏振轉(zhuǎn)換器
    6.1 研究背景
    6.2 結(jié)構(gòu)和方法
    6.3 結(jié)果與討論
    6.4 偏振轉(zhuǎn)換的半解析分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于狄拉克半金屬的可調(diào)諧的太赫茲寬頻帶純線偏振轉(zhuǎn)換器[J]. 張建國,田晉平,李祿,張麗娟.  量子光學(xué)學(xué)報(bào). 2020(01)
[2]Broadband terahertz rotator with an all-dielectric metasurface[J]. QUANLONG YANG,XIEYU CHEN,QUAN XU,CHUNXIU TIAN,YUEHONG XU,LONGQING CONG,XUEQIAN ZHANG,YANFENG LI,CAIHONG ZHANG,XIXIANG ZHANG,JIAGUANG HAN,WEILI ZHANG.  Photonics Research. 2018(11)
[3]Design of broadband polarization converter for terahertz waves[J]. 潘武,沈大俊,閆彥君.  Optoelectronics Letters. 2018(06)



本文編號(hào)：3157461