隨著太赫茲科學(xué)與技術(shù)的高速發(fā)展,太赫茲無(wú)線通信也成為了太赫茲科學(xué)研究的重要分支,如何對(duì)太赫茲信號(hào)進(jìn)行高速有效的調(diào)制也成為了太赫茲無(wú)線通信中亟待解決的問(wèn)題。本文分析調(diào)研了國(guó)內(nèi)外太赫茲高速調(diào)制器件的最新進(jìn)展;設(shè)計(jì)研究了基于Meta超材料的雙層透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)了良好極化轉(zhuǎn)換效果的透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器;研究基于Meta超材料結(jié)構(gòu)的高Q元面,實(shí)現(xiàn)了基于尖端耦合效應(yīng)的高Q值元面設(shè)計(jì);試驗(yàn)加工完成了具有良好工作效果的HEMT（高電子遷移率晶體管）單管。在完成上述理論和試驗(yàn)的準(zhǔn)備后,本文通過(guò)將加載了HEMT的人工微結(jié)構(gòu)單元置入波導(dǎo)傳輸線中,控制HEMT的通斷實(shí)現(xiàn)人工微結(jié)構(gòu)單元的重構(gòu)從而對(duì)波導(dǎo)傳輸線中傳輸?shù)碾姶挪ㄟM(jìn)行調(diào)制。經(jīng)過(guò)理論研究、仿真模擬和實(shí)驗(yàn)加工,初步完成了具有高速調(diào)制效果的波導(dǎo)加載高速太赫茲調(diào)制器研制。并基于該調(diào)制器搭建了一套部調(diào)制的太赫茲無(wú)線通信系統(tǒng),對(duì)器件的各種性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:1.提出了一種基于Meta超材料的雙層透射式太赫茲極化轉(zhuǎn)換器。通過(guò)理論分析和模擬仿真,研究了Meta超材料結(jié)構(gòu)的電磁響應(yīng)特性,以及單元結(jié)構(gòu)對(duì)極化轉(zhuǎn)換器... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

復(fù)合超材料結(jié)構(gòu)的太赫茲調(diào)制器[42]

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文4相位可調(diào)度可達(dá)140度[46]。同年，張雅鑫教授課題組則提出了一種基于HEMT增強(qiáng)諧振型相位調(diào)制器，通過(guò)電控實(shí)現(xiàn)了137°的相移[47]。圖1-2基于石墨烯的波導(dǎo)集成調(diào)制器[45]。(a)基于石墨烯的波導(dǎo)集成調(diào)制器示意圖；（b）不同頻率下的調(diào)制深度目前電控調(diào)制方式總的可分為以下幾類：體材料半導(dǎo)體二極管、石墨烯材料調(diào)制、相變材料調(diào)制和二維電子氣調(diào)制等幾種方式，如表1-1所示，給出了幾種電控太赫茲調(diào)制方式性能對(duì)比和總結(jié)。表1-1電控太赫茲調(diào)制方式對(duì)比方式類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)體材料半導(dǎo)體二極管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)單速率低、調(diào)制深度低石墨烯材料調(diào)制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)制深度深調(diào)制速率低相變材料調(diào)制調(diào)制深度深、調(diào)制寬度寬調(diào)制速率難以提高二維電子氣調(diào)制調(diào)制速率快、調(diào)制深度深、唯一可實(shí)現(xiàn)Gpbs以上方案異質(zhì)結(jié)材料結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工復(fù)雜使用陣列結(jié)構(gòu)體系，需要太赫茲波從自由空間投射至表面，難以集成化、模塊化1.2.2光控調(diào)制方式光控型太赫茲直接調(diào)制技術(shù)是指采用外加激光激勵(lì)器件中半導(dǎo)體材料中光生載流子濃度的變化或者材料相變過(guò)程去調(diào)制通過(guò)調(diào)制器后的太赫茲波幅度和相位的變化。這種方法往往采用對(duì)可見光有著良好響應(yīng)的半導(dǎo)體材料，例如Si、GaAs、石墨烯、VO2等，通過(guò)改變外加的光誘導(dǎo)材料特性而實(shí)現(xiàn)太赫茲波的調(diào)制。

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文6圖1-3有機(jī)-無(wú)機(jī)鈣鈦礦硅混合結(jié)構(gòu)光控調(diào)制器[57]。（a）實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)；（b）不同材料的調(diào)制深度圖1-4基于MoS2的太赫茲光控調(diào)制器[62]。（a）基于MoS2的太赫茲光控調(diào)制器結(jié)構(gòu)示意圖；（b）實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)目前光控調(diào)制方式可分為如下幾類：體材料半導(dǎo)體光生載流子調(diào)控、石墨烯材料光調(diào)控和相變材料光誘導(dǎo)相變調(diào)制等幾種方式，如表1-2所示給出了幾種光控太赫茲調(diào)制方式性能對(duì)比和總結(jié)。


本文編號(hào)：3437312