金属亚波长孔阵列的太赫兹透射特性研究

摘要

本文利用时域光谱系统研究了金属亚波长孔阵列对太赫兹波段辐射的选择透射特性，对影响选择透射的因素进行了较细致的探讨。 太赫兹辐射照射到金属亚波长孔阵列上，由于存在入射波和表面等离子次波的共振耦合作用，在特定的频率会产生共振透射峰，这便是金属亚波长孔阵列对太赫兹辐射的选择透过作用。影响这种透射特性的因素有很多，比如金属亚波长孔阵列的晶格常数、金属的介电常数、孔阵列两侧介质的介电常数和介质的厚度等等。本文主要探讨了孔阵列两侧介质的厚度和刻有孔阵列的金属片厚度的变化对共振透射峰的频率和大小的影响，具体工作及相关结论如下： (1)在金属亚波长孔阵列的一侧贴上不同厚度的介质膜，讨论介质膜厚度的变化对共振透射峰频率和大小的影响。我们发现，共振透射峰的位置会随着介质膜厚度的增大向低频移动，但移动的幅度会逐渐减小；透射峰的大小随着介质膜厚度的增大逐渐减小。 (2)在金属亚波长孔阵列的两侧均贴上介质膜，讨论介质膜厚度的变化对共振透射峰频率和大小的影响。共振透射峰的位置和大小随介质膜厚度变化的规律与单侧贴介质膜的规律相似。实验中我们还发现，当介质膜较薄时(54μm)太赫兹辐射的透过率比不贴介质膜时还要大，说明介质膜的存在会增强金属亚波长孔阵列对太赫兹辐射的选择透过作用。 (3)比较了在孔阵列两侧均贴上某一厚度的介质膜和在同样的孔阵列单侧贴上同样厚度的介质膜对太赫兹辐射透过的影响，结果表明，在孔阵列两侧贴上介质膜时共振透射峰的频率比单侧贴介质膜时共振透射峰频率偏低，而透射强度要大很多。 (4)在其他条件相同的情况下，刻在较薄的金属片上的孔阵列的共振透射峰的大小会比刻在较厚的上的要大些，而频率则会有一个向低频的微小的移动。 本文探讨了介质膜厚度，金属片厚度对太赫兹共振透射峰频率及大小的影响，为太赫兹相关器件的制备提供了一个参考。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1论文研究背景

1.1.1表面等离子共振的基本原理

1.1.2金属亚波长孔阵列的表面等离子共振透射增强现象

1.2课题引入及研究意义

1.3论文的创新点

第二章太赫兹辐射基本理论

2.1太赫兹辐射简介

2.2太赫兹波的传输

2.3太赫兹波的产生和探测技术

2.3.1太赫兹波的产生

2.3.2太赫兹波的探测技术

2.4太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)

2.5太赫兹波的应用

第三章金属亚波长孔阵列的太赫兹透射特性研究

3.1理论依据

3.2实验系统介绍

3.3实验样品

3.4数据处理

3.5不同的介质膜厚度对金属亚波长孔阵列透射特性的影响

3.5.1在孔阵列出射面的一侧贴上不同厚度的介质膜

3.5.2在孔阵列入射面与出射面均贴上不同厚度的介质膜

3.5.3单侧和双侧介质膜对共振透射特性的影响

3.6金属片厚度对金属亚波长孔阵列透射特性的影响

3.7应用展望

第四章结论

参考文献

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