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太赫兹(Terahertz,THz)波的频率位于0.1THz-10THz(1THz=1012 Hz)之间(波长范围:30?m-3 mm),介于微波与红外波之间。由于是宏观经典电磁理论向微观量子理论的过渡区,太赫兹波具有的许多特殊物理性质有着较高的学术研究价值和潜在的应用价值。近年来,随着太赫兹源技术的进步,使得这门学科获得迅速的发展,但是相关的太赫兹波探测器件却比较缺乏。现有的太赫兹探测器件中,最常见的是基于热效应的太赫兹探测器,这种探测器响应频带宽,不具有频率选择性,探测灵敏度较低。作为太赫兹系统中关键器件之一,探测器的发展滞后直接影响了整个太赫兹技术领域的发展。近年来经过不断的探索实践,人们提出了将基于超材料的太赫兹吸波体制作在常规热效应太赫兹探测器的吸收表面,从而提高此类探测器的频率选择性和探测灵敏度。 超材料(Metamaterial)是通过人工设计其单元结构的形状和尺寸,使之具有天然材料所不具备的超常的电磁属性,从而达到对电磁波的有效控制。因此,基于超材料的太赫兹吸波体近年来成为国际同行研究的热点课题之一。 本文首先对太赫兹波的产生检测机理和应用以及超材料的特殊性质进行了总结。在比较研究现有超材料吸波体理论及其结构的基础之上,进一步完善了超材料吸波体等效电路模型的理论。设计出了能实现正交极化吸收的太赫兹单带吸波体、双带太赫兹吸波体、多带太赫兹吸波体、吸收峰位置动态可调的太赫兹吸波体。利用表面加工工艺制作出了正交极化吸收的吸波体样片,并通过Z-3太赫兹时域光谱系统对样片吸收特性进行了测试,所得测试结果与仿真结果十分接近。 本文所提出的等效电路模型进一步完善了等效电路理论,所设计的超材料吸波体结构对提高热效应太赫兹探测器的频率选择性和探测灵敏度具有重要的意义,为今后超材料吸波体的设计和性能分析提供了重要的参考价值。