金属光子晶体薄膜可见光和微波波段传输性能

发布时间：2018-06-06 23:52

  本文选题：金属光子晶体薄膜 + 表面等离子体激元　； 参考：《光电工程》2017年02期

【摘要】：一维金属光子晶体薄膜是由金属-介质多层结构组成的等效均匀的各向异性超构材料。相比单层金属膜层,该结构在色散调控方面具有更多的自由度。在该结构中由于表面等离子体激元(SPP)的存在,可实现倏逝波的定向传输。在本文中,等效介质理论、时域有限元差分法(FDTD)的计算结果和实验结果都表明,传输倏逝波的波长、频宽和强度可通过金属光子晶体结构调整实现主动设计。金属膜厚比例越小,传输波长的中心和截止波长越长,频带越宽。当金属膜层厚度小于SPP穿透深度时,可获得宽频段的倏逝波的传输。同时,对金属光子晶体在微波波段的传输性能也进行了研究,发现其在微波波段等效介电常数为负,具有良好的反射性能。该结构的屏蔽效能远大于厚度相近的ITO薄膜的电磁屏蔽效能。在厚度只有几百纳米时,该结构即可实现良好的电磁屏蔽效能。通过金属光子晶体薄膜可实现电磁屏蔽材料的薄膜化、轻质化和可视化。
[Abstract]:One-dimensional metallic photonic crystal film is an equivalent homogeneous anisotropic superstructure composed of multilayer structure of metal and medium. Compared with the monolayer metal film, the structure has more degree of freedom in dispersion control. The directional propagation of evanescent wave can be realized in the structure due to the existence of SPP (Surface Plasma Exciton). In this paper, the calculation results and experimental results of equivalent medium theory and FDTD show that the wavelength, bandwidth and intensity of evanescent wave can be designed by adjusting the structure of metal photonic crystal. The smaller the ratio of metal film thickness, the longer the center and cut-off wavelength of transmission wavelength, and the wider the frequency band. When the thickness of the metal film is less than the penetration depth of SPP, the evanescent wave in wide band can be transmitted. At the same time, the transmission performance of metal photonic crystal in microwave band is also studied. It is found that the equivalent dielectric constant of metal photonic crystal in microwave band is negative, and it has good reflectivity. The shielding efficiency of the structure is much higher than that of the ITO thin films with similar thickness. When the thickness is only several hundred nanometers, the structure can achieve good electromagnetic shielding efficiency. The thin film, light weight and visualization of electromagnetic shielding material can be realized by metal photonic crystal film.
【作者单位】： 中国电子科技集团公司第三十三研究所;中国科学技术大学光学与光学工程系;
【基金】：国家国际科技合作专项资助项目(2014DFR 10020)
【分类号】：O734;TB383.2

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