柔性太赫兹吸波器的设计与制作

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目柔性太赫兹吸波器的设计与制作学科专业光学工程学号201521050501作者姓名王福指导教师许向东教授分类号密级注1UDC学位论文柔性太赫兹吸波器的设计与制作（题名和副题名）王福（作者姓名）指导教师许向东教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2018.04.12论文答辩日期2018.05.25学位授予单位和日期电子科

2、技大学2018年06月答辩委员会主席王军教授评阅人谢光忠教授、黎威志副教授注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号DESIGNANDMANUFACTUREOFFLEXIBLETERAHERTZABSORBERSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:OpticalEngineeringAuthor:WangFuSupervisor:Prof.XuXiangdongSchool:Schoolo

3、fOptoelectronicScienceandEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方，也夕卜，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。日期：从设年日作者签名：４１？ＪＴ月１论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关

4、保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）ｖ＋ｆａ作者签名：：导师签名ｉ日期：以＾年ｓ月日１摘要摘要太赫兹波处于电子学向光子学的过渡区域，具有多种独特的性能，能够广泛应用于太赫兹成像、通信、物质检测等领域。但是，由于太赫兹发射和探测技术进展相对落后，限制了太赫兹

5、技术的发展和应用。Salisbury屏吸波器是一种结构简单、制作容易的吸波器结构，能够在特定频段实现近完美吸收。因此，探索研究Salisbury屏太赫兹吸波器，有利于促进太赫兹技术的发展。本文主要设计并制作了基于有机太赫兹吸收材料的一种新型柔性Salisbury屏吸波器，探究其吸波原理及太赫兹响应规律，主要研究内容如下：（1）采用化学合成方法，合成了有机材料4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶对甲基苯磺酸盐（DAST），并对产物进行了提纯与表征。基于Lorentz模型，研究了在010THz范围内DAST单晶沿a轴

6、和b轴方向的介电常数。并且，基于此模型，通过Matlab软件计算得到了在010THz范围内DAST单晶沿a轴和b轴方向的折射率、消光系数和交流电导率。（2）首次提出将有机非线性光学材料DAST制作新型的Salisbury屏吸波器的电阻层。通过传输矩阵法、传输线模型和多次反射理论，研究了基于DAST单晶的Salisbury屏吸波器的吸波特性，并得到了其吸收特性的解析解。而且，通过Matlab编程计算，还得到了不同DAST单晶厚度下吸波器的吸波特性。（3）将计算得到的沿DAST单晶的a轴和b轴方向的介电参数导入CST仿

7、真软件，利用CST仿真软件计算了在正入射条件下吸波器分别沿DAST单晶的a轴和b轴方向的吸收特性和不同角度入射时TE和TM两种偏振模式下的吸收特性。（4）使用一种在太赫兹波段没有吸收的柔性聚合物（聚四氟乙烯）薄膜作为Salisbury屏吸波器的介质层。采用喷涂DAST甲醇溶液、然后在氮气下退火的方法，制作出基于DAST多晶薄膜的Salisbury屏吸波器。利用THz-TDS，测试了吸波器的太赫兹吸收谱。实测结果显示，当多晶薄膜厚度从2μm增加到4μm时，Salisbury屏吸波器在1.1THz处的吸收率从29.8%增

8、加到了66.8%，这与CST仿真结果非常接近。（5）研究了有机非线性材料间硝基苯胺（mNA）的压电和太赫兹吸收特性，探索了将mNA作为电阻层用于Salisbury屏吸波器来实现太赫兹吸收的前景。关键词：太赫兹，Salisbury屏吸波器，有机非线性材料，传输线理论，仿真IABSTRACTABSTRACTTheterahertz(THz)wave