U型超材料的可调谐电磁诱导透明特性研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:george890120
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近年来新型人工电磁材料中的电磁诱导透明现象受到越来越广泛的关注。考虑到传统量子体系中电磁诱导透明需要大量的实验装置,这些实验装置的复杂性阻碍了其发展,而新型人工电磁材料能够通过调整材料的几何结构而不是材料本身的成分来调控材料特性,同时在室温下即可实现电磁诱导透明现象,降低了实验装置的复杂性。本文主要针对新型人工电磁材料中的可调谐电磁诱导透明现象进行理论和实验研究,利用电磁学商用软件CST Microwave Studio进行电磁诱导透明仿真分析,然后在微波暗室中借助天线喇叭和网络分析仪进行新型人工电磁材料的实验测试。本文研究了几种新型人工电磁材料结构,并利用电阻实现了电磁诱导透明特性的电调谐,同时深入分析了其产生机理和电磁特性,这对可调谐电磁诱导透明在实际应用中的发展具有重要的意义。具体内容如下:(1)基于束缚模谐振原理设计了加入开口的连续U型结构,实现了电磁诱导透明现象的产生,并且可以通过改变入射波的角度实现对透射峰谐振的调控,在入射波角度为50度时透射峰值达到最高为85%。利用仿真软件分析了开口位置及开口缝隙宽度等结构参数对电磁诱导透明现象的影响,同时通过对谐振处的表面电流进行分析,阐述了其产生机理。(2)通过在新型人工电磁材料的开口处中加入可变电阻的方式实现了电控可调谐新型人工电磁材料,通过电磁仿真发现通过电阻阻值的调节,可以实现电磁诱导透明现象电控调控,同时也可以利用入射角度的变化对其进行调节,在电阻越低、入射波角度越大时透射效果越好,透射峰值最高可达80%。通过谐振处表面电流分布阐述了其耦合机理,同时在微波暗室中进行了实验验证,实验结果与仿真结果相吻合。(3)通过对上述设计电控可调谐平面超材料旋转90度,在仿真结果中同样发现了电磁诱导透明现象,并且也可以实现其电调谐,电阻阻值的改变对其产生的影响与没有经过旋转放置的平面结构正好相反,阻值越高透射效果越好,透射峰值最高可达92%。实验测试的结果与仿真结果基本吻合。
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