太赫茲(0.1-10 THz)電磁輻射兼具電子學與光子學特色,在通信與信息工程、生物醫(yī)學、天文學、無損檢測等眾多領(lǐng)域顯示出重要的科學價值以及廣闊的應用前景。太赫茲功能器件是太赫茲系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,太赫茲功能器件完善與發(fā)展對于推動太赫茲技術(shù)的應用至關(guān)重要。在眾多太赫茲功能器件中,太赫茲調(diào)制器一直以來都是重要研究熱點。尤其是近年來隨著信息數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆炸式增長,太赫茲通信技術(shù)憑借其豐富的頻譜資源以及高通信速率特點在無線通信領(lǐng)域表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,太赫茲調(diào)制器作為系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件因而備受關(guān)注。然而,現(xiàn)階段太赫茲調(diào)制器件面臨調(diào)制速率低且結(jié)構(gòu)復雜、難以集成的技術(shù)難點。為此,在本文中重點圍繞結(jié)構(gòu)緊湊、低復雜度的片上集成高速太赫茲調(diào)制器展開研究。提出了幾種不同結(jié)構(gòu)類型的傳輸線型片上太赫茲調(diào)制器,在理論分析基礎(chǔ)上,完成了模擬研究以及實驗測試驗證。論文的研究工作對于推動太赫茲調(diào)制器的發(fā)展與應用具有重要的作用,本論文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1、針對太赫茲系統(tǒng)小型化的發(fā)展需求,將超薄雙側(cè)金屬光柵與二氧化釩(VO2)相變材料相結(jié)合,提出了基于可調(diào)仿表面等離子體激元(SSPPs)的片上太赫茲波幅度調(diào)控方案。利用V...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
        1.1.1 太赫茲波技術(shù)及應用簡介
        1.1.2 太赫茲波動態(tài)功能器件簡介
    1.2 國內(nèi)外太赫茲調(diào)制器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 準光型太赫茲調(diào)制器
        1.2.2 波導型太赫茲調(diào)制器
    1.3 本文的主要貢獻與創(chuàng)新
    1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于片上可調(diào)仿表面等離子激元的THZ波幅度調(diào)控研究
    2.1 仿表面等離子體激元電磁特性研究
    2.2 基于光柵結(jié)構(gòu)重構(gòu)的動態(tài)SSPPs幅度調(diào)控研究
        2.2.1 動態(tài)SSPPs調(diào)控機理及結(jié)構(gòu)研究
        2.2.2 器件的制備及測試方案
        2.2.3 測試結(jié)果分析
    2.3 基于占空比重構(gòu)的動態(tài)SSPPs幅度調(diào)控研究
        2.3.1 動態(tài)SSPPs調(diào)控機理及結(jié)構(gòu)研究
        2.3.2 實驗測試及結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 微帶線型與微結(jié)構(gòu)復合的片上THZ波幅度調(diào)制研究
    3.1 微結(jié)構(gòu)嵌套HEMT的微帶線型片上調(diào)制器工作機理研究
        3.1.1 AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)HEMT簡介
        3.1.2 微結(jié)構(gòu)諧振特性對微帶傳輸線太赫茲波傳輸特性的操控
    3.2 基于微結(jié)構(gòu)嵌套HEMT的微帶型0.34 THz幅度調(diào)制器研究
        3.2.1 調(diào)制單元電磁特性研究
        3.2.2 傳輸耦合結(jié)構(gòu)特性研究
        3.2.3 器件整體性能研究
    3.3 器件制備與性能表征
        3.3.1 調(diào)制芯片制備流程以及掩膜版設計
        3.3.2 腔體模型加工及組裝
        3.3.3 實驗測試系統(tǒng)搭建及結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 鰭線加載諧振微結(jié)構(gòu)的片上太赫茲波傳輸特性研究
    4.1 太赫茲鰭線傳輸特性研究
    4.2 鰭線加載諧振微結(jié)構(gòu)的電磁特性研究與分析
        4.2.1 鰭線加載互補開口諧振環(huán)的電磁特性研究
        4.2.2 鰭線加載開口諧振環(huán)的電磁特性研究
    4.3 基于反射相消的片上太赫茲波吸收特性研究與分析
    4.4 寬帶片上太赫茲波吸收特性研究
    4.5 器件制備與實驗測試
        4.5.1 器件制備
        4.5.2 矢網(wǎng)測試以及結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 鰭線加載二極管動態(tài)微結(jié)構(gòu)的片上太赫茲調(diào)制器研究
    5.1 鰭線背面加載動態(tài)微結(jié)構(gòu)的太赫茲波幅度調(diào)制器研究
        5.1.1 太赫茲低損耗鰭線傳輸線優(yōu)化設計
        5.1.2 調(diào)制單元諧振特性研究與分析
        5.1.3 整體結(jié)構(gòu)電磁特性研究
    5.2 芯片的制備以及腔體器件組裝
    5.3 實驗測試與結(jié)果分析
        5.3.1 靜態(tài)測試結(jié)果
        5.3.2 動態(tài)測試
        5.3.3 眼圖測試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3829650