太赫兹全频段主动调谐多功能超材料吸波器

杨宏艳1，2，支文龙1，2，肖功利3，李启明1，2，于方舟1，2，张敏杰1，2， 李建庆4（1桂林电子科技大学光电工程学院；2广西光电信息处理重点实验室；3桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室；4澳门科技大学创新工程学院）

摘要：为弥补现有太赫兹吸波器件在全频段范围内的吸收性能与主动调谐能力方面的不足，设计了一种由十字形与正方环状二氧化钒及石墨烯周期复合阵列构成的太赫兹全频段主动调谐多功能超材料吸波器。该吸波器充分利用石墨烯的费米能级可调性和二氧化钒的温控相变特性，在0.1~10 THz 频段内实现了吸收率超过92% 的宽广吸收带宽，并在0.1~11.9 THz 频段内实现全覆盖主动调谐。经调谐后，该吸波器在0.1~11.9 THz 频段内的吸收率超过90%，对应的吸收带宽达到11.8 THz；而在0.1~11.2 THz 频段内，吸收率则超过95%，对应的吸收带宽达到11.1 THz。此外，该器件能够实现2%~100% 吸收峰范围的动态调谐，并具备反射与吸收之间的自由切换功能。通过阻抗匹配理论、电场分布分析，并结合电偶极子共振、磁谐振与石墨烯表面等离子体共振等机制，探讨了全频段强吸收性能的原理。该研究成果在隐身技术、太赫兹无损检测、6G 开发及光学传感等前沿领域具有广阔的应用前景。

关键词：太赫兹；全频段；主动调谐；超材料；吸波器