【摘 要】
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超表面是一种能够控制光的振幅、相位和偏振的二维超材料。近年来随着超表面技术的不断发展,不同功能的超表面器件被设计出来。与传统光学元件相比,超表面器件在电磁波调制领域具有明显的优势。同时,超表面器件在太赫兹波调制领域也具有很大的发展前景。本文着眼于太赫兹波的调制,利用相位梯度超表面等原理构建了一系列太赫兹波调制器件,具体内容如下:（1）提出了一种具有宽带效应的柔性超表面,选用低折射率的柔性Paryl
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超表面是一种能够控制光的振幅、相位和偏振的二维超材料。近年来随着超表面技术的不断发展,不同功能的超表面器件被设计出来。与传统光学元件相比,超表面器件在电磁波调制领域具有明显的优势。同时,超表面器件在太赫兹波调制领域也具有很大的发展前景。本文着眼于太赫兹波的调制,利用相位梯度超表面等原理构建了一系列太赫兹波调制器件,具体内容如下:（1）提出了一种具有宽带效应的柔性超表面,选用低折射率的柔性Parylene-C薄膜作为衬底能够有效地增加宽带效应。构建的光束偏转超表面能够在宽频段范围内（0.6-1.6THz）实现对透射太赫兹波不同角度的偏转（38°-13.5°）。仿真结果能够与理论计算结果较好地吻合。构建的三维空间中的光束偏转超表面能使透射太赫兹波在出射口的半三维空间内发生偏转。构建了不同阶数的涡旋超表面,其在0.8-1.4THz范围内调制效果较为理想,能够产生携带轨道角动量（OAM）的涡旋太赫兹波。（2）分析了柔性超表面发生弯曲形变后的工作特性,分别将超表面向上和向下弯曲不同的曲率。根据仿真结果得到,柔性超表面在宽带范围内（0.8-1.5THz）,发生小曲率弯曲形变（上弯曲形变、下弯曲形变）时依然具有对透射太赫兹波偏转调制的功能,且弯曲形变后的电场偏转角度与未发生弯曲形变时的电场偏转角度相差不大。（3）最后构建了一种基于Mg F2衬底的涡旋超表面,其单个天线单元的透射率达到了80%以上。当0.8THz的线偏振电磁波垂直入射超表面底部时,能在出射口检测到两种不同类型涡旋太赫兹波,并且当偏振方向与x轴方向的夹角发生变化时,两种不同类型的涡旋电磁波的电场强度也会随着发生变化。本文中的研究促进了柔性超表面在THz光场调控、极化转换等领域的应用,同时也为THz超表面在通信领域上的应用提供了一些思路。
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