庞慧中 王鑫 王俊林 王宗利 刘苏雅拉图 田虎强

(内蒙古大学电子信息工程学院, 呼和浩特 010021)

本文提出了一种双频带太赫兹超材料吸波器, 该超材料吸波器在0.387和0.694 THz两个谐振点的吸收率可达到99%以上, 实现了对入射太赫兹波的“完美吸收”.该双频带太赫兹超材料吸波体传感器在两个谐振频率处的Q值分别为28.1和29.3, 折射率灵敏度 S (f) 分别为39.5和85 GHz/RIU, 均具有较优的传感特性.研究结果表明, 对于该太赫兹超材料吸波器来说, 除了可以选用折射率较小的中间介质层材料提高传感特性外, 还可以根据待测物折射率的不同选取相应的待测物厚度来提高传感特性.本文设计的双频带超材料吸波体传感器可实现谐振频率与待测物质特征频率间的多点匹配, 增加反映被测物质差异的信息量, 从而提升物质探测的准确性和灵敏度.通过对三种食用油样本的分析, 验证了本文所设计的双频带太赫兹超材料吸波体传感器的实际应用价值.本次研究丰富了双频带超材料吸波体传感器的种类, 在传感检测领域具有广阔的发展空间.

1 引 言

太赫兹(terahertz, THz)波是指频率在0.1-10 THz范围内, 波长在30-3000 µm的电磁波,在电磁波谱中介于红外光与微波之间.太赫兹谱的能级与有机生物分子(如DNA、氨基酸、蛋白质等)的转动和振动能级相对应[1,2]; 太赫兹辐射的光子能量非常低, 所以在生物样品检测时不会造成生物电离[2]; 太赫兹波为亚毫米波, 位于微波与远红外波相交叠的区间范围内, 兼……