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利用太赫兹时域光谱技术和时域有限差分方法,分别从实验测量和数值模拟两方面研究了掺杂铜粉的石蜡,掺杂Ag@SiO2@Fe3O4核壳纳米颗粒的PMMA有机玻璃板的太赫兹波透射性质,太赫兹波通过金属光栅的超光速和慢光速现象,以及太赫兹波在开口矩形谐振器中的局域场增强现象。 本论文共分为五章,具体内容安排如下: 第一章:简单介绍了太赫兹时域光谱技术的一些基本情况,包括太赫兹时域光谱实验装置及材料光学性质,同时还介绍了超光速现象的基本物理原理,亚波长金属光栅的异常透射现象,详细介绍了时域有限差分FDTD数值计算技术的原理、数值稳定性数值色散以及边界条件问题。 第二章:尝试在石蜡中掺杂不同浓度的铜粉,获得混合材料,研究混合材料在太赫兹波段的透射性质。此外将纳米核壳颗粒Ag@SiO2@Fe3O4分散在PMMA有机玻璃板中制备了固体有机玻璃板,研究了太赫兹波的透射性质。 第三章:从数值模拟和实验测试两方面对金膜光栅的超光速和慢光速现象及其对入射光偏振角度的依赖关系进行了研究。采用德鲁德模型对不同的金膜光栅结构进行了数值模拟,通过改变金膜光栅结构的参数(包括缝宽和周期等)以及入射光的中心波长,模拟了太赫兹波的透射性质。此基础上制备和测试了不同缝宽和周期的金膜光栅,不同的金膜光栅结构进行了数值模拟,通过改变金膜光栅结构的参数(包括缝宽和周期等)以及入射光的中心波长,模拟了太赫兹波的透射性质。实验证实太赫兹波超短脉冲的TE波出现了大负群速指数的超光速现象,TM波出现了大正群速指数的慢光速现象。在特定的缝宽时TE波获得一个最大的超光速。因此,金属光栅有望制成太赫兹超短脉冲的光学延迟器件。 第四章:利用飞秒激光加工制备了开口矩形谐振器,从模拟和实验两方面研究了开口矩形谐振器在太赫兹波段的透射特性,使用长宽比为9的U型谐振器实现了太赫兹波的强局域和场增强,在0.22 THz处实现了品质因子Q大于20的透射。 第五章:对本论文的研究进行了总结和展望。总结了本论文的主要结论和不足之处,并叙述了该方向上可以进行的下一步研究。