基于铁电材料和超表面对太赫兹波的调制研究

摘要

太赫兹调制器是太赫兹波应用领域的重要器件。铁电材料作为一种介电特性可通过光场或电场调控的电介质，为太赫兹功能器件提供了新的选择。另外超表面由于其独特的光学特性，在太赫兹器件上也得到了一定的应用，并促进太赫兹技术的发展。本文主要研究了硅基钛酸钡（BTO）和钛酸锶（STO）薄膜在太赫兹波段的介电调制性能，以及硅基超表面对太赫兹波的调制。研究内容如下： (1)介绍了硅基BTO薄膜的制备过程。利用太赫兹时域光谱系统采集了样品在波长为1064nm的外加光场作用下的时域光谱，通过计算得到不同功率光场作用下的BTO薄膜的复介电常数。实验结果表明，当光功率从0mW调至450mW时，硅基BTO薄膜的介电常数实部的调制度最高可以达到74%。 (2)比较了硅基BTO、STO单层薄膜以及BTO/STO多层薄膜样品在功率可调的外加光场作用下对太赫兹波的调制性能。实验结果表明，上述三个薄膜样品的透过率均随着外加光场功率的增加而减小，且调制度分别达到29.12%，14.03%和28.43%。 (3)从理论上和实验上研究了一种基于等离子体诱导透明的超表面太赫兹调制器。实验结果发现，在透射谱中有两个谐振峰和一个明显的透明窗口。并且随着外加光场功率的增大，超表面的谐振峰出现蓝移。

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