太赫茲頻譜可重構MEMS超材料研究.pdf

1、近年來，太赫茲技術飛速發(fā)展。作為完整的太赫茲系統(tǒng)，除了光源和探測器外還需要研究促進傳輸過程以及各種銜接所需要的太赫茲器件，因此基于超材料的各類太赫茲器件如濾波器、吸收器等成為近年研究的熱點。如何進一步實現(xiàn)太赫茲超材料的頻譜可重構特性以及拓展其應用范圍顯得越來越重要。MEMS研究的尺寸恰好與太赫茲亞波長相吻合，因此MEMS技術是制備微米乃至納米級超材料的最優(yōu)選擇，再結合MEMS驅動技術，通過改變超材料周期單元的幾何參數，可以實現(xiàn)頻譜的可重

2、構。本論文通過理論分析、軟件仿真和流片測試，研究了基于MEMS技術的共振頻率可調的太赫茲超材料和基于超材料的太赫茲波吸收器。
　　首先基于MEMSCAP公司的MetalMUMPs工藝設計了基于熱驅動方式的共振頻率連續(xù)可調的超材料模型，利用CST Microwave Studio仿真平臺分析了單元結構參數對共振頻率變化的影響，在此基礎上利用Comsol Multiphysics建模分析了MEMS熱驅動結構模型，分析了不同驅動電流下驅

3、動結構的位移參數，最終實現(xiàn)了共振頻率從1.371 THz到1.574 THz連續(xù)可調的超材料。
　　在此基礎上，基于對共振頻率可調超材料的研究，本文結合MEMS表面犧牲層工藝，建模仿真了基于頻譜可重構超材料的吸收器，實現(xiàn)了吸收峰頻率從0.87 THz到0.96 THz的連續(xù)可調，吸收率峰值在整個可調區(qū)間內保持在96％以上，半波峰頻譜寬度和波峰頻率的比值小于4％。
　　為了測試太赫茲超材料的性能，本文基于柔性聚合物材料設計了太