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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本文利用电磁诱导透明这一现象，在超材料的几种结构的基础上，基于超材料的类电磁诱导透明效应，使用fdtd软件设计出不同的超材料结构，并对不同结构进行仿真，对得到的吸收波段频率及电场、磁场仿真结果进行分析，探究超材料在传感器设计方面的应用及结构参数对结果的影响，设计出了可以产生尖锐透射波峰的电磁诱导透明太赫兹波段平面超材料结构并以此结构作为一个光学天线吸收光波，并在此基础上设计基于电磁诱导透明的性能优越的光学天线传感器，由于该超材料结构的谐振透射峰频率点处的频率会随着被测涂层材料的折射率变化而变化，所以该电磁诱导透明超材料传感器可以实现折射率传感并且可以吸收特定频率段的光波，然后在此基础上再进一步研究传感器各参数对性能产生的影响的基础上，探究如何优化其结构设计及性能。该传感器具有结构紧凑、灵敏度高等特点，在将来的光通讯、光集成等领域有重要的潜在应用价值。

超材料这一概念为新颖电磁功能器件的开发提供了广阔的空间，实现了负折率，超聚焦，电磁隐身，完美吸收，电磁诱导透明和相位不连续等一系列新颖电磁现象, 并进一步运用到表面波的激发和操控领域。超材料通常由亚波长的人工微结构组成，其独特性质不仅取决于各个组成单元的特性，例如形状、尺寸、介电性质和周围环境、入射场激发方式和形成二维或三维晶格阵列的单元结构间的耦合及单元结构内部的模式耦合。其中单元结构内部的耦合尤其是明暗模式间的耦合吸引了研究者们的广泛关注，并取得了许多有趣发现。

2. 研究的基本内容

本文详细说明了超材料传感器的结构设计思路,探讨了超材料的类电磁诱导透明效应原理及相关特性的验证试验,以及超材料应用于传感器的几种基本结构,对超材料传感器的传感原理进行了分析说明,最终设计出了一个非对称性开口方环超材料结构的光学天线传感器,并对影响传感器传感性能的一些因素做出了实验分析。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本文旨在设计一个可以应用于光集成、光通讯方面的传感器，因此首先需要设计一个可以用于吸收光波的超材料结构光学天线作为传感器，而可以实现电磁诱导透明效应的超材料由于其特殊的物理特性及其成为了首选，故选取以srr结构为基础构造出一个平面非对称srr结构进行设计。该结构可以在垂直照射的光源下吸收光波，同时其超材料结构可以在光波的激励下产生谐振，其透射频谱图可以出现一个电磁诱导透明透明窗。在进行传感时超材料因被测物的放置导致周围环境的介电常数发生改变，其谐振频率会随之移动，达到了传感的目的。同时在成功达到实验目的后，采用控制变量法，探寻传感器结构变化对传感器传感灵敏度的影响，从而进一优化传感器结构，提升其传感性能。在lumerical fdtd solutions 8.6软件中构建模型及仿真条件，根据仿真得到的透射频谱图及点场图与磁场图结果进行分析与完善。预期可以设计出一个在太赫兹波段对光波进行吸收以实现电磁诱导透明现象的超材料光学天线，并且随着周围环境折射率的变化该光学天线对光波的吸收情况也会随之改变，因此可以作为一个光学天线传感器。

（1）2018.11.1—2018.12.1：毕业设计准备,查找相关资料,设计定题。

4. 参考文献

[1]胡森,刘丹,杨河林.基于全介质超表面的电磁诱导透明研究[j].光子学报,2018,47(11):217-225.