金属网格结构太赫兹光学功能材料及器件的研究

开展亚波长金属网格结构太赫兹功能材料和器件研究，不仅在金属结构人工电磁材料的基础理论研究方面具有重要的学术意义，而且在发展太赫兹光电功能材料和器件的关键技术方面具有重要的实际应用价值。本项目拟研究金属网格及其复合结构材料在太赫兹波段的光学性质，建立金属网格结构对太赫兹波调制特性分析的理论框架；运用表面等离子体极化激元理论和有限时域差分(FDTD)方法，开展亚波长金属结构对电磁波传播特性的调制理论研究；利用传输线方法结合三维电磁场有限元分析软件模拟，研究金属网格结构的几何形状及其尺度对电磁波透射和反射特性的影响；研究金属网格结构设计的关键技术和优化方法；探索金属网格结构太赫兹功能材料的制备工艺和表征技术；研究基于金属网格结构的太赫兹滤波器、衰减器、偏振器工作原理，探索太赫兹光学功能器件的设计、制备、表征与物理机理，填补太赫兹光学器件研究及其应用方面的不足。

亚波长金属结构材料在电磁波传输性质上显示了独特的调制特性,成为新一代电磁波调制功能材料和器件研究的重要发展方向。太赫兹光电功能材料和器件的研究，由于其在太赫兹技术发展中的独特地位和潜在应用价值，已经成为太赫兹科学技术发展的当务之急。开展亚波长金属网格结构太赫兹功能材料和器件研究，不仅在金属结构人工电磁材料的基础理论研究方面具有重要的学术意义，而且在发展太赫兹光电功能材料和器件的关键技术方面具有重要的实际应用价值。金属网格电磁波结构材料是人工制造的非均匀媒质且有内部结构的合成材料。其不均匀媒质的范围可以与电磁波的波长相比，或者更小至一个量级，而内部结构可以是对称或非对称的。这种结构材料具有其构成材料本身或自然生长材料所没有的优越性能。由于它们是“人工设计”制作的结构材料，可按实际应用要求设计、组装和合成，故展现出新的电磁波响应特性，从而为我们提供了一种新颖的、可操纵的、主动的或被动的电磁波功能材料，达到对电磁波的操纵。. 金属结构对电磁波的频率选择性为太赫兹功能器件的研究，奠定了坚实的物理基础。本项目对金属网格及其复合结构材料在太赫兹波段的光学性质，进行了系统的理论和实验研究。建立了金属网格结构对太赫兹波调制特性分析的理论框架,运用表面等离子体极化激元理论，研究了亚波长金属结构对电磁波传播的调制特性；利用有限时域差分(FDTD)方法结合三维电磁场有限元分析软件计算，模拟分析了金属网格结构的几何形状及其尺度对电磁波透射和反射特性的影响；通过研究金属网格结构设计的关键技术和优化方法，研究金属网格结构太赫兹功能材料的制备工艺和表征技术，探索基于金属网格结构的太赫兹滤波器、衰减器、偏振器的物理机理，填补了太赫兹光学器件研究及其应用方面的不足。