44、太赫兹超材料吸收器与自适应频率估计算法研究

太赫兹超材料吸收器与自适应频率估计算法研究

1. 太赫兹超材料吸收器研究

1.1 超材料概述

超材料在将电磁能转化为热能的过程中，其衰减量取决于材料的频率、磁导率和介电常数。超材料具有紧凑、易于制造、重量轻、在宽频带内与极化无关以及能在宽频率范围内实现完美吸收等优点。它通常由顶层和接地金属平面组成，中间由介电基板隔开，介电基板用于吸收最大能量，接地平面采用理想导体以阻止传输。顶层由周期性单元或阵列构成，其周期性远小于工作波长，厚度、尺寸和工作带宽是重要参数。目前，紧凑单元和多频带超材料的设计是研究人员面临的主要挑战。近年来，超材料吸收器（MA）在太赫兹波段备受关注，在传感、检测、测辐射热计、成像等领域有重要应用。

1.2 已有太赫兹吸收器设计

• 三宽带极化敏感MA ：由GaAs隔开的金属层组成，厚度超薄（0.028λ），吸收峰分别在1.71 THz、3.16 THz和4.89 THz，吸收率分别为99.4%、99.6%和90.5%。
• 六频带太赫兹吸收器 ：基于三个同心对称圆形分裂环和一个对称方形分裂环设计，所有吸收峰接近99%，吸收峰分别在0.3 THz、0.6 THz、0.816 THz、1.56 THz、2.259 THz和2.52 THz。
• 宽双频带可切换石墨烯基太赫兹MA ：在0.473 - 1.407 THz和2.273 - 3.112 THz频率范围内吸收率为80%。

1.3 本文提出的多频带超薄MA设计

1.3.1 单元设计