基于超表面的光聚焦和彩色显示的研究

发布时间：2021-10-08 02:37

　　传统的光学元件通过沿传播路径的吸收、色散效应的积累操控光场偏振、相位、振幅和频谱,从而使其具有特定的功能。这使得传统的块状光学器件体积大,光场的传统操控方式难以满足现代光学技术对集成光学元件的需求。超表面是指具有超薄结构、易于集成、灵活操纵光场的二维超材料,构成超表面的结构可以是孔、缝或突起等纳米结构。超表面可以通过纳米结构与光的相互作用精确的操控光场,因此利用超表面在异常透射与反射、波前调控、偏振转换和彩色滤波等方面得到广泛应用。超表面的广泛应用前景使超表面的基础与应用研究迅速成为纳米光子学领域的研究热点。本文主要通过刻蚀在银膜上的纳米结构形成超表面,调节纳米结构单元的参数和空间排布实现对光振幅、相位、偏振态和频谱的有效调控。本文的创新性工作主要包括三个方面,首先通过调节纳米矩形孔的尺寸获得附加相移,基于同相位相长干涉原理实现偏振不敏感的超透镜;其次,通过优化十字花结构单元使其等效为半波片,基于纳米结构转动引入的几何相位实现彩色偏振复用的超透镜;最后在可见光波段通过调节纳米矩形孔的尺寸获得不同波长的共振透射,实现彩色滤波和彩色显示。第一章是本论文的绪论部分。本章介绍了超表面的研究历程... 

【文章来源】：山东师范大学山东省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)为透镜的工作原理图，(b)沿z方向的强度分布，(c)为yz面上的强度分布，(d)和(e)为焦斑的一维分布曲线

(a)表示由两个在玻璃基底上的纳米柱构成的超透镜结构单元。(b)绿色和蓝色纳米左旋圆偏振光的聚焦点和左旋圆偏振光的聚焦点结构单元的主视图，其中单元的和 Sy=600nm。(c)为长度 L=250nm、宽度 W=80nm 和高度为 H=600nm 的纳米柱的，(d)为纳米柱的侧视图。(e)表示在左旋或右旋圆偏振光的照射下超透镜聚焦的示(f)和(g)分别给出了超透镜 SEM 图的主视图和侧视图种最常用的实现超透镜的方法是利用纳米单元的转动获得 P-B 相位，构轮廓，实现光束的聚焦[37-42]。Khorasaninejad M 等人通过旋转位于 SiO2钛纳米柱获得的 P-B 相位实现了手性成像的超透镜[41]。图 1.2 给出了两柱，它们分别按照相反的方向旋转，形成的超透镜组合可实现在不同旋明光束下在不同的位置聚焦。这一结构是在波长为 530nm 的左/右旋圆。图 e 中蓝色箭头表示左旋圆偏振光照明下的会聚，绿色箭头表示右旋

山东师范大学硕士学位论文值降低，结果如图 1.4(b)所示。当固定纳米棒的长度 XGap 和 Y L 的值，其透射谱发生红移且峰值升高，图 1.4(c)给出了 L 从 8结果。这一研究结果表明通过调节纳米棒阵列的结构参数可实现

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3423260