宽带吸收器由于其在实际应用中的广阔前景而备受关注。 该机制通常是几组具有不同几何尺寸的结构的叠加。 本文中,我们在数值上研究了基于多层相同尺寸的正方形板结构的,与现有的基于超材料的宽带太赫兹吸收器不同的方法。 在中心频率与1.96 THz相似的300 GHz频率范围内,可以获得大于99%的吸收。 该设备的FWHM最高可达到42%(相对于中心频率),是单层结构的2.6倍。 在很宽的入射角范围内都能很好地保持这种特性。 宽带吸收器的机理归因于层之间的纵向耦合。 设计的超材料吸收器的结果对于太阳能电池,检测和成像应用看来非常有希望。
2021-03-02 17:05:36 534KB Bandwidth; metamaterial; perfect absorber;
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提出了一种基于方环-金属线结构的光激发动态可切换双频太赫兹超材料吸收器。通过调节嵌入在结构间隙中的光敏硅和锗的绝缘/导通状态,该吸收器可在不改变结构的前提下在三个双频完美吸收态之间自由切换。结果表明:当没有光泵浦时,该吸收器工作在0.987 THz和1.767 THz双频吸收态;当采用800 nm激光泵浦时,该吸收器可切换为0.717 THz和1.444 THz处的双频吸收;当采用1550 nm激光泵浦时,该吸收器的吸收状态可切换为0.716 THz和1.767 THz处的双频吸收。本文从等效电路、匹配阻抗和电流分布三方面解释了三种可切换的双频吸收机制,并讨论了极化不敏感的吸收特性。
2021-03-02 12:06:14 12.49MB 材料 超材料 太赫兹吸 光激发
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基于变换光学系统的隐形斗篷通常是封闭的结构。 但是,这种结构限制了可以放置在斗篷中的物体的种类。 在这项工作中,我们采用变换热力学方法设计了一种“敞开式斗篷”,称为板式传热结构,该结构能够将热通量引导至超材料装置的侧面。 该设备最引人入胜和独特的功能是,与SiO2气凝胶隔热材料相比,其下表面可保持较低的温度。 预期我们的结果将显着增强热保护,热能利用以及其他领域的能力。 除了理论分析外,本设计还基于有限元计算进行了数值模拟。
2021-02-26 09:06:15 640KB 研究论文
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根据法布里 - 珀罗谐振腔理论,设计并测试了一款新型双 S 低剖面天线。该天线采用加载超材料表.面的方法,用以降低法布里天线的谐振距离。理论分析发现,双 S 型超材料表面在特定频段内具有负相位特性,根据.法布里 - 珀罗谐振条件可以降低谐振腔体天线的剖面。实验结果证明,天线的谐振距离降低至 λ/12. 7,远远小于传.统天线的 λ/2。
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用FDTD方法,使用Matlab模拟电磁波从自由介质传入到超材料(左手材料)的代码,在一维中。
2021-02-24 09:58:17 2KB FDTD 超材料
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基于超材料的正多边形电磁波聚焦器设计
2021-02-23 09:05:33 495KB 研究论文
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提出了一种构建超材料带通频率选择表面的新方法,该方法通过调节单元结构的等效介电常数实现.金属丝 阵列在等离子频率以下等效介电常数为负,产生传输禁带,在金属丝阵列中加入介电常数符合Lorentz模型的短金 属线结构,可得到一维带通频率选择表面,理论分析和仿真计算充分验证了这种方法的可行性.基于这种方法,将 一维超材料频率选择表面单元拓展设计为二维对称结构,实现了一种宽入射角、极化无关的频率选择表面,最后加 工了两个样品对基于等效介质理论的频率选择表面设计方法进行了实验验证.这种设计方法不必考虑常规频率选 择表面所涉及的复杂计算和多参数优化等问题,拓展了频率选择表面的设计思路,对于THz频段频率选择表面的 设计,及多通带、可调、小型化频率选择表面都具有借鉴意义.
2021-02-23 09:05:01 1.09MB 研究论文
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该文基于平行金属线设计了一种具有准全向吸波特性的太赫兹超材料吸波体, 其准全向吸波特性是 通过提高超材料的结构对称性实现的. 理论和仿真结果表明: 随着超材料结构对称性的提高, 超材料吸波体 的极化敏感度逐渐降低直至达到任意极化吸波. 仿真的不同入射角下的吸收率与表面电流分布表明: 平行于 介质基板的磁场分量在平行金属线之间激发的反向平行电流导致了结构的电磁谐振, 因而在极宽的入射角下 该超材料吸波体仍能对电磁波进行高效吸收. 提取的等效阻抗实部表明: 可以通过调节基板两侧金属线的尺 寸, 来实现吸收频率处超材料吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配, 另一侧与自由空间阻抗不匹配, 从而使 得反射和传输同时最小、吸收最高. 仿真的能量损耗分布表明: 该吸波体的强吸收主要源于基板的介质损耗. 该太赫兹吸波体可能在爆炸物探测和材料识别等领域具有广泛的应用.
2021-02-23 09:04:52 2.45MB 研究论文
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提出了基于对称连接的开口环谐振器(SC-SRRs)的正入射左手超材料(LHM),并进行了数值和实验研究。 SC-SRR可以通过传统的印刷电路板技术轻松制造,由金属图案组成,这些金属图案通过介电基板上的金属化通Kong连接。 在法向入射下,SC-SRR表现出较强的磁响应,从而导致负磁导率。 通过将SC-SRR与金属线组合,可以实现法向入射LHM。 仿真和实验结果均证明了SC-SRR /导线LHM的左手特性。 该设计方法为实现磁性甚至电子超材料铺平了新途径。
2021-02-23 09:04:51 801KB 研究论文
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本文报道了太赫兹地区的一种多频带超材料(MM)吸收器的设计。 理论和模拟结果表明,该吸收器在1.69、2.76、3.41和5.06 THz处具有四个明显而强的吸收点,这与某些爆炸性材料的“指纹”一致。 检索到的材料参数表明,可以将MM的阻抗调整为近似匹配自由空间的阻抗,以最小化吸收频率处的反射率,并且在吸收频率处存在大功率损耗。 功率损耗的分布表明,吸收器是出色的电磁波收集器:首先在特定的特定位置捕获并增强波,然后将其吸收。 这种多频带吸收器可用于爆炸物检测和材料表征。
2021-02-23 09:04:50 1.15MB multiband; terahertz; electromagnetic resonance;
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