《工作於太赫茲通信視窗的寬頻超材料非對稱傳輸器研究》是依託北京郵電大學，由亓麗梅擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：工作於太赫茲通信視窗的寬頻超材料非對稱傳輸器研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：亓麗梅
- 依託單位：北京郵電大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於超材料的非對稱傳輸器為太赫茲波的調控提供了新途徑。然而，在現有研究成果中，太赫茲非對稱傳輸器的頻帶窄，轉換幅度低，無法滿足太赫茲波段寬頻通信的需求。為此，本項目擬採用理論分析，三維仿真模擬與實驗研究相結合的方法，研製工作於太赫茲通信視窗的寬頻超材料非對稱傳輸器。在理論研究方面，深入分析太赫茲寬頻非對稱傳輸的物理機理，從本徵模角度解釋其非對稱傳輸現象。在結構設計方面，首先，利用低損耗，不易變形的介質構造周期金屬圖形組合的寬頻非對稱傳輸器；然後，基於全介質超材料設計並探討實現全介質非對稱傳輸器的可行性；最後，為提高器件的利用價值，設計多波段寬頻非對稱傳輸器，使其能在兩個或兩個以上頻段同時滿足太赫茲通信視窗需求。本項目的實施將具有重要的理論價值和實際套用價值。
結題摘要
基於超材料的非對稱傳輸器為太赫茲波的調控提供了新途徑。（1）在現有研究成果中，太赫茲非對稱傳輸器的頻帶窄，轉換幅度低，無法滿足太赫茲波段寬頻通信的需求。本項目採用理論分析，三維仿真模擬與實驗研究相結合的方法，首先研製了1種超寬頻和4種工作於單頻帶太赫茲通信視窗的寬頻超材料非對稱傳輸器，實驗測試和仿真模擬基本一致。測試得到超寬頻非對稱傳輸器在0.55-0.82THz範圍，x線極化波轉換成y線極化波的正向轉換幅度Tyx均大於0.6，並在0.62THz達到最大轉換幅度0.714。而y線極化波轉換成x極化波的反向轉換幅度Txy小於0.2。對於單頻寬頻結構，測試得到工作頻率0.34THz非對稱傳輸器的正向轉換幅度Tyx的3dB相對頻寬約為13%，在0.33THz達到最高轉換幅度0.88，而反向轉換幅度Txy小於0.1。（2）為進一步提高太赫茲頻段非對稱傳輸結構的性能，本項目研製了2種雙波段太赫茲非對稱傳輸器，可同時在兩個太赫茲通信視窗實現非對稱傳輸。第一個雙波段工作頻率位於0.41和0.67THz兩個視窗。測試得到Tyx在兩個視窗對應的峰值幅度分別為0.66和0.52，而Txy值低於0.1。第二個雙波段工作頻率為0.67和0.96THz，測試得到Tyx的峰值幅度分別為0.6和0.58，而Txy低於0.1。（3）以上研製的太赫茲非對稱傳輸器一旦加工完成，其性能也就給定。本項目提出了一種基於石墨稀的可調雙邊帶非對稱傳輸器，兩個可調工作視窗位於0.41和0.67THz。隨著石墨稀化學勢的變化，第一個非對稱傳輸視窗Tyx的幅度從0.74降到0.35。在第二個非對稱傳輸視窗，Tyx首先從0.8降到0.67並保持不變，Txy幅度始終小於0.2。（4）最後，基於全介質超材料結構設計並實現一種超寬頻的太赫茲非對稱傳輸器。在0.68-0.8THz範圍內，Txy的傳輸幅度均在0.6以上，對應峰值為0.93，而Tyx均低於0.3。本項目的研究成果將對我國太赫茲超寬頻、寬頻、多波段、可調以及全介質非對稱傳輸器的發展和套用提供重要的理論指導和技術支持。
