太赫兹到红外辐射转换器的设计研究

《太赫兹到红外辐射转换器的设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、＊；＝一Ａ击种化丈葦ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＇－ｍ＼Ｊ＃■＇？＇，哨穿转ｆ町论支题目太赫兹到红外嬌射转换器的设计妍究专业学位类别工程硕±学号２０１３２２０５０４２６作者姓名唐萊指导教师吴志明教授？ｍ，独创性声明？本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作

2、及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标往和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使巧过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：扣（年ｒ月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、

3、缩印或扫描等复制手段保存、汇文。编学位论（密密此规）保的学位论文在解后应遵守定者签：导签；作名师名＿＿。令２／６ｒ：年／日期月日？分类号密级注1UDC学位论文太赫兹到红外辐射转换器的设计研究（题名和副题名）唐荣（作者姓名）指导教师吴志明教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称光学工程提交论文日期2016.04.12论文答辩日期2016.05.17学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席谢光忠教授评阅人黎威志副教授杨亚杰研究员注1：注明《国际十进分类法UDC》的

4、类号。DesignandResearchofTerahertztoInfraredRadiationConverterAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:TangRongSupervisor:WuZhimingSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要太赫兹波是处于红外与毫米波之间，波长在0.03-3mm范围的电磁波，具有一些独特的性质：宽带

5、特性、相干特性、低能量特性、瞬态特性、光谱特征吸收特性、穿透特性等。由于这些特性使得太赫兹波能广泛应用到军事、通信、生物医学、安全检查等领域，受到了国内外广泛的关注和研究。超材料具有负磁导率、负介电常数、负折射率等特性，在太赫兹领域具有很大的发展前景。结合比较成熟的红外探测技术，本文设计了太赫兹到红外辐射转换器，利用超材料吸收结构将太赫兹波吸收并将能量转换成红外辐射，再使用红外探测器进行探测。超材料吸收结构是转换器的核心部分，需要对太赫兹波进行高效地吸收。本文设计了开口环超材料吸收结构，由金属开口环、介质层、金属反射层组成，研究了超材料结构的吸收原理，并利用

6、CST软件进行了仿真，在2.52THz附近达到99%的吸收，分析了超材料结构对太赫兹波的吸收特性，包括表面电流分布、能量分布等。分别对超材料结构的图形尺寸、线条宽度、介质层厚度、太赫兹波入射角等参数进行调整并仿真，研究这些参数对太赫兹响应的影响。基于开口环图形结构，通过调整开口环开口方向设计了多频吸收结构，并做了相应的仿真分析。本文通过光刻、磁控溅射、剥离等工艺在柔性介质薄膜上制备了开口环超材料结构，开口环阵列结构完整均匀，线条宽度为3.5μm左右，与掩模板上的图形基本一致。研究了实验步骤和参数，重点分析了光刻步骤和参数对光刻图形质量的影响，测试并分析了超材

7、料结构对太赫兹波的响应特性，与仿真结果符合。本文将石墨作为红外发射层材料，研究了制备石墨涂层的材料、材料配比、实验详细步骤及参数。制备所得的石墨涂层均匀完整，通过测试分析得到：石墨涂层的红外吸收率随着石墨层厚度增加而增加，当石墨厚度为8μm时，转换器具有小的热容，并且在红外波长为10μm附近，吸收率达到80%左右。关键字：太赫兹、超材料吸收结构、转换器、光刻、石墨涂层IABSTRACTABSTRACTThewavelengthoftheelectromagneticwaveliesintherangeof0.03-3mm，andbetweentheinfra

8、redandmillimeterwaves,whic