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可调控的太赫兹多频带吸收器特性

Characteristics of Tunable Terahertz Multi-Band Absorber

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摘要

基于不同形状和大小的谐振环对电磁场具有不同的响应原理,设计了对4个频带具有电磁响应的、由圆形谐振环结构组成的太赫兹吸收器。采用时域有限差分法(FDTD)研究了该吸收器的特性,通过改变顶层金属环形图案几何尺寸、中间层电介质厚度以及顶层金属圆环处的硅电导变化率,对太赫兹多频带吸收器进行设计与仿真。在耦合后的多频吸收器的吸收峰中,低频部分被完美吸收,高频部分吸收率由70%增至94%。同时,随着电导率变化,低频分别从0.775 THz和1.064 THz移动到0.697 THz和1.017 THz,分别移动了78 GHz和47 GHz,实现了连续频率调谐。

Abstract

A terahertz absorber comprising a circular resonant ring structure with four response frequency bands has been designed based on the principle of different responses of resonant rings exhibiting different sizes and shapes to electromagnetic fields。 In this study, the absorber characteristics are studied using the finite-difference time-domain method。 The terahertz absorber is designed and simulated by changing the geometrical size of the top metal ring pattern, the thickness of the dielectric layer in the middle layer, and the change rate of the silicon conductivity at the top metal ring。 When the terahertz absorber is coupled with a multi-frequency absorber, the absorption at low frequencies reaches perfect absorption and the absorption rate at high frequencies increases from 70% to 94%; further, the low-frequency shifts from 0。775 THz and 1。064 THz to 0。697 THz and 1。017 THz, respectively, with a change in conductivity。 The frequencies of 78 GHz and 47 GHz are shifted to achieve continuous frequency tuning。

补充资料

DOI:

所属栏目:太赫兹技术

基金项目:江苏省自然科学基金、中国博士后基金项;

收稿日期:2019-06-17

修改稿日期:2019-08-29

网络出版日期:2019-12-01

作者单位    点击查看

初启航:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
杨茂生:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
陈俊:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
曾彬:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
张海婷:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
宋效先:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
叶云霞:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
任云鹏:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013
张雅婷:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
姚建铨:江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013江苏大学微纳光电子与太赫兹技术研究院, 江苏 镇江 212013天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072

联系人作者:杨茂生(2111803010@stmail.ujs.edu.cn); 宋效先(songxiaoxian@ujs.edu.cn);

备注:江苏省自然科学基金、中国博士后基金项;

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引用该论文

Chu Qihang,Yang Maosheng,Chen Jun,Zeng Bin,Zhang Haiting,Song Xiaoxian,Ye Yunxia,Ren Yunpeng,Zhang Yating,Yao Jianquan。 Characteristics of Tunable Terahertz Multi-Band Absorber[J]。 Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(12): 1214003

初启航,杨茂生,陈俊,曾彬,张海婷,宋效先,叶云霞,任云鹏,张雅婷,姚建铨。 可调控的太赫兹多频带吸收器特性[J]。 中国激光, 2019, 46(12): 1214003

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