用於太赫茲天文探測的新型濾波器件研究

《用於太赫茲天文探測的新型濾波器件研究》是依託上海師範大學，由趙振宇擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：用於太赫茲天文探測的新型濾波器件研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：趙振宇
• 依託單位：上海師範大學

項目摘要

具有高透射率（最大透過率>90%）和窄通頻頻寬（半高全寬<10%）的太赫茲濾波器，是當前亞毫米波天文研究急需的關鍵器件之一。本項目根據分形幾何結構對電磁場的調製作用結合Babinet原理，創造性地提出基於柔性分形結構干涉濾光型窄帶通濾波器件，從而滿足天文探測需求。要達到上述技術指標，就必須系統地解決二維平面和三維空間上，分形結構對太赫茲電磁諧振模式相互作用機制這一關鍵科學問題。本項目通過設計、製造、測試原型器件，結合電磁場數值模擬建立物理模型，系統地闡述分形單元的Hausdorff維數與太赫茲電磁共振的動力學機理；中心對稱結構與軸對稱結構對不同頻率偏振敏感的特性及其物理機制；不同金屬微結構與柔性襯底介電環境對太赫茲波調製深度的影響；諧振模式在雙層結構下的干涉效應對提高透射率的機理等科學問題。最終成果有望為我國亞毫米波天文學研究提供重要的技術支撐。

結題摘要

通過研究通過研究不同分形結構、不同Hausdorff維度下電磁諧振單元在不同耦合方式下，最大諧振強度和諧振頻寬之間的關係及其產生機制。分形結構空間對稱性與太赫茲波段電磁波的電磁對稱性之間的關係，分形結構共振單元的Hausdorff維度與回響頻寬的關係。揭示電偶極子振盪、磁偶極子振盪、電四極子振盪、電容-電感振盪之間相互耦合的動力學機制；重點研究近場耦合與導電耦合對改變諧振模式的主要效果差異，為提高太赫茲濾波器的通頻頻寬提供理論依據。不同分形結構的共振單元上電磁場在2維空間上的分布呈現規律，以及太赫茲波激發類表面電漿以及引起的表面電流特性，結果實現最大透過率提高到90%以上，通頻頻寬壓縮到中心諧振頻率兩側±10%以內的太赫茲濾波器，滿足下一代太赫茲超導探測器在天文觀測中的套用需要。