基于石墨烯超材料可調(diào)諧調(diào)制器研究.pdf

1、近些年來，隨著太赫茲波技術(shù)的逐漸成熟，太赫茲波在信息通信、高清成像、傳感、安全及疾病檢測等領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的應(yīng)用前景。然而，這些應(yīng)用不僅需要可靠的太赫茲源及有效的探測器，還需要高性能的太赫茲功能器件，調(diào)制器就是眾多功能器件中非常重要的一種。石墨烯憑借其突出的電場或磁場的調(diào)制性及在太赫茲波段特殊的光電特性，被用來設(shè)計調(diào)制太赫茲的光電器件。諸如吸波體、傳感器、調(diào)制器等基于石墨烯的太赫茲器件得到研究與驗證。室溫下，石墨烯的高載流子遷移率為調(diào)制器

2、調(diào)制速率的提高提供了堅實的依據(jù)，但單層石墨烯對太赫茲波的吸收非常有限，導(dǎo)致調(diào)制器的調(diào)制深度受到極大限制，這都對光源的穩(wěn)定性及探測器的靈敏度提出了非常高的要求，同時這也降低了對于干擾的抵抗力。超材料作為一種人工材料利用金屬表面載流子的集體振蕩吸收太赫茲波，同時當(dāng)石墨烯的介電常數(shù)虛部大于0時其表現(xiàn)為金屬性，這為石墨烯與超材料結(jié)合用于提高太赫茲調(diào)制器調(diào)制速率提供了依據(jù)。本文結(jié)合石墨烯的電調(diào)諧與超材料的諧振吸收的特性，研究了基于石墨烯超材料深度

3、可調(diào)的調(diào)制器、基于石墨烯超材料可調(diào)諧電磁誘導(dǎo)透明及基于入射光偏振方向的可調(diào)諧調(diào)制器。
　　本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論概括如下：
　　1.研究了一種基于石墨烯超材料深度可調(diào)的調(diào)制器。建立了雙層石墨烯互補(bǔ)型結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)組成的模型結(jié)構(gòu)，通過CST仿真研究得到了對應(yīng)頻率為11.85THz的一系列調(diào)制深度，其中最大調(diào)制深度可達(dá)96％以上。這一系列的調(diào)制深度可以通過電壓調(diào)節(jié)石墨烯的費米能級來進(jìn)行調(diào)制轉(zhuǎn)換，將極大促進(jìn)調(diào)制器在波整形中的應(yīng)用，