[00105599]工作于太赫兹通信窗口的宽带超材料非对称传输器研究

该项目为国家自然科学基金资助面上项目（项目批准号：61875017）。

该项目是在研究超材料非对称传输器物理机理的基础上，利用数值分析和仿真软件设计满足太赫兹通信窗口需求的单波段或多波段非对称传输器件，并进行加工和测试。完成满足

太赫兹单通信窗口的非对称传输样件 1 个或 1 个以上。主要研究成果如下：

1.研制了 1 种超宽带和 4 种工作于单频带太赫兹通信窗口的宽带超材料非对称传输器，实验测试和仿真模拟基本一致。测试得到超宽带非对称传输器在 0.55~0.82THz 范围，x 线极化波转换成 y 线极化波的转换幅度 Tyx 均大于 0.6，并在 0.62THz 达到最大幅度 0.714。而 y线极化波转换成 x 极化波的转换幅度 Txy 小于 0.2。其中，对于单频宽带结构，测试得到工作中心频率 0.34THz 处的正向转换幅度 Tyx 的 3dB 相对带宽为 13%，在 0.33THz 达到最高正向转换幅度 0.88，而反向转换幅度 Txy 小于 0.1。即在 0.34THz 完成了预期研究目标。不同之处是实际测试的转换幅度偏低，这主要是因为没有抽真空设备，水蒸气对曲线的吸收造成的。 2.研制了 2 种双波段太赫兹非对称传输器，可同时在两个太赫兹通信窗口实现非对称传

输。第一个双波段工作频率分别位于 0.41 和 0.67THz 两个窗口。测试得到 Tyx 在两个窗口的峰值幅度分别为 0.66 和 0.52。而 Txy 值低于 0.1。第二个双波段的工作频率分别为 0.67 和0.96THz，测试得到对应 Tyx 的峰值幅度分别为 0.6 和 0.58，Txy 基本低于 0.1。这两个双波段非对称传输器件的非对称传输幅度与预期目标相比，低于 0.75，主要原因也是水蒸气吸收造成的。

3.提出了一种基于石墨稀的可调双波段太赫兹非对称传输器，两个可调工作窗口分别位于 0.41 和 0.67THz。随着石墨稀化学势的变化，第一个非对称传输窗口 Tyx 的幅度从 0.74 降到了 0.35，在第二个非对称传输窗口，Tyx 首先从 0.8 降低到 0.67 并保持不变，Txy 始终小于 0.2。4）基于全介质超材料设计并实现一种超宽带的太赫兹非对称传输器。在 0.68~0.8THz内，Txy 的传输幅度均在 0.6 以上，对应的峰值为 0.93，而 Tyx 均低于 0.3。

该项目的研究成果将对我国太赫兹超宽带、宽带、多波段、可调以及全介质非对称传输器的发展和应用提供重要的理论指导和技术支持。