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金属亚波长周期性阵列结构因其在超构材料方面的巨大潜在应用价值而被广泛关注,并且作为微波及太赫兹波段的滤波器、超快光开关及光学限制器等光子功能器件,具有重要的研究意义和发展前景。 本文中,我们利用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)方法和太赫兹时域光谱技术(THz-TDS),对金属U型谐振腔周期性阵列结构的太赫兹波透射和局域性质进行研究。 我们设计了一种超大长宽比的U型阵列结构,(其最小尺寸为1微米,约为太赫兹波中心波长的千分之一),采用电子束曝光离子束刻蚀的方法制备了样品,并测量了样品的透射谱线。同时通过数值模拟,讨论结构的几何参数对透射和局域性质的影响及异常透射的物理机制。 我们发现这种U型谐振腔阵列结构能够实现太赫兹波的强局域和超透射,可以将太赫兹波局域在波长千分之一的尺度上,得到Q值大于100的共振模式,对太赫兹波电场的增强因子超过200。我们相信这种超大长宽比的U型谐振腔阵列结构有望在传感器、滤波器及其他光学器件上获得应用。 本论文共分五章,具体内容安排如下: 第一章简要介绍太赫兹波的基本理论,包括其性质和应用,并阐述太赫兹波段超材料的概念和研究现状。 第二章介绍太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)及相关理论,为研究工作的展开奠定方法基础。 第三章详细介绍我们设计的超大长宽比的U型开口环谐振器,并采用时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法进行模拟计算,研究不同结构参数的U型谐振器在太赫兹波段的透射和局域性质。 第四章介绍样品的制备与测试。采用太赫兹时域光谱技术测量了样品在太赫兹波段的透射特性,分析了异常透射行为的物理机制。 第五章总结与展望。