基于手性超材料的太赫兹波非对称传输的研究-哈尔滨工程大学学报.PDF

第３６卷第 １２期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 哈　 尔　 滨　 工　 程　 大　 学　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．３６ №．１２ ２０１５年１２月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｄｅｃ．２０１５ 基于手性超材料的太赫兹波非对称传输的研究 １，２ ２ ２ ２ 王锋 ，刘星辰 ，王政平 ，史金辉 （１．哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１；２．哈尔滨工程大学理学院，黑龙江哈尔滨 １５０００１） 摘　 要：为了研究人工电磁超材料的太赫兹波非对称传输特性，设计了一种基于双层连续Ｕ形结构的人工电磁超材料， 并利用有限元法数值仿真技术研究分析了其非对称传输特性，结果表明在谐振频率为２．９ ＴＨｚ 时非对称传输系数可达 ０．７７，由此可知此结构在太赫兹波段具有较好的非对称传输特性；同时对其结构参数进行了优化，选取出合理的结构参 数以获得优异的超材料性能。 基于双层连续Ｕ形结构人工电磁超材料的太赫兹非对称传输器具有结构简单、成本低、 制备容易等优点，对实现太赫兹滤波器、太赫兹开关等超材料功能器件具有重大意义。 关键词：电磁超材料；数值仿真；非对称传输；太赫兹波；手性；结构参数 ｄｏｉ：１０．１１９９０／ ｊｈｅｕ．２０１５０１０４６ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１３９０．ｕ１０４７．００４．ｈｔｍｌ 中图分类号：Ｏ４３１　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１００６⁃７０４３（２０１５）１２⁃１６３８⁃０４ Ａ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｅｒａｈｅｒｔｚ ｗａｖｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｈｉｒａｌ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ １，２ １ １ １ ＷＡＮＧ Ｆｅｎｇ ，ＬＩＵ Ｘｉｎｇｃｈｅｎ ，ＷＡＮＧＺｈｅｎｇｐｉｎｇ ，ＳＨＩＪｉｎｈｕｉ （１． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ；２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅＴＨｚｗａｖｅｓａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔａ⁃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ａ ｂｉｌａｙｅｒｅｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｕ⁃ｓｈａｐｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． ＩｔｓＴＨｚ ｗａｖｅｓ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｗｅｒｅ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｒｅ⁃ ｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ０．７７ ａｔ ａｒｏｕｎｄ ２．９ ＴＨｚ，ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｔｈｅ ＴＨｚ ｗａｖｅｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ． Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．ＴｈｅＴＨｚｗａｖｅｓａｓｙｍｍｅｔｒｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｈ