金屬格線結構太赫茲光學功能材料及器件的研究

《金屬格線結構太赫茲光學功能材料及器件的研究》是依託首都師範大學，由趙國忠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：金屬格線結構太赫茲光學功能材料及器件的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙國忠
• 依託單位：首都師範大學

項目摘要

開展亞波長金屬格線結構太赫茲功能材料和器件研究，不僅在金屬結構人工電磁材料的基礎理論研究方面具有重要的學術意義，而且在發展太赫茲光電功能材料和器件的關鍵技術方面具有重要的實際套用價值。本項目擬研究金屬格線及其複合結構材料在太赫茲波段的光學性質，建立金屬格線結構對太赫茲波調製特性分析的理論框架；運用表面電漿極化激元理論和有限時域差分(FDTD)方法，開展亞波長金屬結構對電磁波傳播特性的調製理論研究；利用傳輸線方法結合三維電磁場有限元分析軟體模擬，研究金屬格線結構的幾何形狀及其尺度對電磁波透射和反射特性的影響；研究金屬格線結構設計的關鍵技術和最佳化方法；探索金屬格線結構太赫茲功能材料的製備工藝和表征技術；研究基於金屬格線結構的太赫茲濾波器、衰減器、偏振器工作原理，探索太赫茲光學功能器件的設計、製備、表征與物理機理，填補太赫茲光學器件研究及其套用方面的不足。

結題摘要

亞波長金屬結構材料在電磁波傳輸性質上顯示了獨特的調製特性,成為新一代電磁波調製功能材料和器件研究的重要發展方向。太赫茲光電功能材料和器件的研究，由於其在太赫茲技術發展中的獨特地位和潛在套用價值，已經成為太赫茲科學技術發展的當務之急。開展亞波長金屬格線結構太赫茲功能材料和器件研究，不僅在金屬結構人工電磁材料的基礎理論研究方面具有重要的學術意義，而且在發展太赫茲光電功能材料和器件的關鍵技術方面具有重要的實際套用價值。金屬格線電磁波結構材料是人工製造的非均勻媒質且有內部結構的合成材料。其不均勻媒質的範圍可以與電磁波的波長相比，或者更小至一個量級，而內部結構可以是對稱或非對稱的。這種結構材料具有其構成材料本身或自然生長材料所沒有的優越性能。由於它們是“人工設計”製作的結構材料，可按實際套用要求設計、組裝和合成，故展現出新的電磁波回響特性，從而為我們提供了一種新穎的、可操縱的、主動的或被動的電磁波功能材料，達到對電磁波的操縱。金屬結構對電磁波的頻率選擇性為太赫茲功能器件的研究，奠定了堅實的物理基礎。本項目對金屬格線及其複合結構材料在太赫茲波段的光學性質，進行了系統的理論和實驗研究。建立了金屬格線結構對太赫茲波調製特性分析的理論框架,運用表面電漿極化激元理論，研究了亞波長金屬結構對電磁波傳播的調製特性；利用有限時域差分(FDTD)方法結合三維電磁場有限元分析軟體計算，模擬分析了金屬格線結構的幾何形狀及其尺度對電磁波透射和反射特性的影響；通過研究金屬格線結構設計的關鍵技術和最佳化方法，研究金屬格線結構太赫茲功能材料的製備工藝和表征技術，探索基於金屬格線結構的太赫茲濾波器、衰減器、偏振器的物理機理，填補了太赫茲光學器件研究及其套用方面的不足。