【摘 要】
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太赫兹波因在诸多领域的巨大潜力近年来受到广泛的关注,而自然界中对太赫兹波有理想电磁响应的材料相对较少。具有可调电磁特性的超材料的出现有助于解决太赫兹波段功能材料匮乏的问题,尤其是兼具手性特性的超材料可通过偏振加载更多的电磁信息。但是由于其复杂的结构难于加工,手性超材料的应用受到了一定的限制。外在手性超材料的出现有效地缓解了这个难题,其平面结构很好地契合现有的平面材料加工技术。本论文主要将外在手性超
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太赫兹波因在诸多领域的巨大潜力近年来受到广泛的关注,而自然界中对太赫兹波有理想电磁响应的材料相对较少。具有可调电磁特性的超材料的出现有助于解决太赫兹波段功能材料匮乏的问题,尤其是兼具手性特性的超材料可通过偏振加载更多的电磁信息。但是由于其复杂的结构难于加工,手性超材料的应用受到了一定的限制。外在手性超材料的出现有效地缓解了这个难题,其平面结构很好地契合现有的平面材料加工技术。本论文主要将外在手性超材料的相关理论应用于太赫兹波段,从而完成了各种外在手性太赫兹超材料的设计,对该波段手性器件的开发进行了探索。主要研究工作包括:1.通过全介质结构实现外在三维手性超材料,有效改善了金属结构固有的欧姆损耗带来的影响,极大地增强了圆二向色性和圆双折射。利用介质结构中Mie谐振的相关理论解释了全介质超材料中外在三维手性的成因,为全介质手性结构的设计研究提供了理论基础。2.通过全介质结构实现外在二维手性超材料,在太赫兹波段通过全介质结构实现了非对称传输,并利用介质结构中的Mie谐振来研究全介质结构与金属结构外在二维手性所产生的不同现象。3.基于二氧化钒的温控相变效应设计了可调节的外在手性太赫兹超材料,其在不同温度模式下既可以产生外在三维手性又可实现外在二维手性。通过以上外在手性太赫兹超材料的设计,将外在手性超材料能够应用于多功能器件的特点和实时操控的优势很好地应用于太赫兹波段,为更灵活的操控太赫兹波、设计更优秀的太赫兹器件提供了更多可能性。
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