DAST超材料的設計及特性研究.pdf

1、近年來，超材料的研究覆蓋了眾多領(lǐng)域，從微波波段到可見光波段，從基礎(chǔ)研究到應用研究。最近，超材料在非線性、可增益、動態(tài)可調(diào)、光轉(zhuǎn)換以及量子等方面取得的新進展，使超材料成為研究一些特殊物理現(xiàn)象的一個豐富多彩的媒介，并為光子學器件的突破性發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。另一方面，4-（4-二甲基氨基苯乙烯基）甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽（簡稱DAST）是一種非常重要的有機材料，具有顯著的雙折射效應、橫向光學聲子、電光效應以及二階非線性效應，在太赫茲發(fā)射、探測領(lǐng)域，

2、以及高速電光調(diào)制、電光采樣、集成光波導等光學集成器件領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴將DAST晶體作為超材料的介電層，利用DAST晶體的雙折射效應，實現(xiàn)了響應頻率隨入射光偏振方向變化的超材料。仿真結(jié)果表明：設計的超材料結(jié)構(gòu)，其響應頻率可在1.54THz到2.07THz范圍內(nèi)變化，變化范圍達到29％。⑵利用DAST晶體在1.1THz處的橫向光學聲子，將DAST的分子振動與超材料的結(jié)構(gòu)振動集成到一個系統(tǒng)中。仿真結(jié)果

3、表明：DAST超材料耦合系統(tǒng)屬于光與物質(zhì)的強耦合，系統(tǒng)的真空Rabi分裂頻率為0.37THz，是本征振動頻率1.1THz的31%。仿真得到的隨超材料結(jié)構(gòu)尺寸變化的分裂峰，其分布曲線與理論計算預測結(jié)果吻合得很好。⑶成功地制作出DAST多晶超材料，并進行了太赫茲響應測試。結(jié)果表明，在響應頻率1.04THz處，超材料的吸收率達50%。此外，在原有的 Al/Si襯底基礎(chǔ)上，引入圖形化 SiO2層后，DAST薄膜的平整度獲得明顯改善，DAST多晶