手性和各向异性的超材料的偏振特性及应用研究
发布时间：2021-03-19 13:26
近些年来,超材料在电磁调控方面的迅猛发展已经表现出巨大的应用潜力。之前,电磁（偏振,相位等）调控主要是通过自然界现有存在的材料实现的,然而其控制效果不好,如效率低、体积大等,这严重限制了该领域发展。而超材料,通过调节单元的结构和尺寸,它可以实现比自然界更优越的或者自然媒质不具备的电磁特性,有效的克服了传统材料带来的弊端。本文根据超材料分析的相关理论并借助数值仿真方法研究超材料（手性超材料和各向异性超材料）对电磁波的偏振调控。具体内容如下:（1）设计了一种基于手性超材料的太赫兹偏振转换器件。通过等离子金属光栅和金属开口环的不对称组合实现偏振的转换。研究发现它能实现宽带的（0.281.82THz）高效的（偏振转换率（PCR）远高于0.9）偏振转换。此外,它在0.64THz和1.45THz附近出射为交叉偏振光。这些结果表明我们设计的结构能实现宽带的高效的偏振转换和90°线偏振转换器。（2）设计了一种基于手性超材料的红外波段偏振转换器件。为了解决金属在红外波段损耗大问题,我们设计了S结构和双棒组成的法布里波罗共振腔来增强透射效率（最大值可达0.91）。同时通过结构参数的调...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正折射率与负折射率对比示意图
图 1.2 多层万字形结构图（a）；入射圆极化的透过率和极化旋转角图（b）Fig 1.2 Diagram of design (a); diagram of azimuth rotation and diagramof transmission level for incident circular polarized wave (b).]研究发现当线偏振光遇到强手性特征材料时会分解成旋性相反的圆偏振波表现出相反的折射率。2008 年，E. Plum 小组[10]采用多层具有的万字构成手性，其下一层与上一层相邻之间旋转相同的角度，如图 1.2（b）可以看出入射左旋圆偏振和入射右旋圆偏振的透过率均尤其在四个共振点处透过的光差异很大，这就是手性结构的圆二色图（b）中我能可以看出其在某些频点旋转角不为 0，这表明了其具但是，其旋转角很难达到 90°说明旋光能力比较弱。与此同时，何过双层的金属棒构成的磁共振实现 90°的偏振旋转。此外，Song 团缺口的田字型结构能实现宽角度入射的 90°偏振旋转器，这如图 1.3（a）和（b）反映随着倾斜角度逐渐增加到 45°，偏振旋转角几乎一致，而在第三个共振点 f=5.75GHz 处值变化很大。这主要从图（
Fig 1.2 Diagram of design (a); diagram of azimuth rotation and diagramof transmission level for incident circular polarized wave (b).研究发现当线偏振光遇到强手性特征材料时会分解成旋性相反偏振波表现出相反的折射率。2008 年，E. Plum 小组[10]采用多层的万字构成手性，其下一层与上一层相邻之间旋转相同的角度图 1.2（b）可以看出入射左旋圆偏振和入射右旋圆偏振的透过尤其在四个共振点处透过的光差异很大，这就是手性结构的圆图（b）中我能可以看出其在某些频点旋转角不为 0，这表明了但是，其旋转角很难达到 90°说明旋光能力比较弱。与此同时过双层的金属棒构成的磁共振实现 90°的偏振旋转。此外，S缺口的田字型结构能实现宽角度入射的 90°偏振旋转器，这如3（a）和（b）反映随着倾斜角度逐渐增加到 45°，偏振旋转角一致，而在第三个共振点 f=5.75GHz 处值变化很大。这主要从出在 f=5.75GHz 时右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的透射差异造
【参考文献】：
期刊论文
[1]Arbitrary focusing lens by holographic metasurface[J]. Rongzhen Li,Zhongyi Guo,Wei Wang,Jingran Zhang,Keya Zhou,Jianlong Liu,Shiliang Qu,Shutian Liu,Jun Gao. Photonics Research. 2015(05)
博士论文
[1]基于人工电磁结构材料的偏振调控原理及技术研究[D]. 张作军.重庆大学 2016
本文编号：3089642
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
正折射率与负折射率对比示意图
图 1.2 多层万字形结构图（a）；入射圆极化的透过率和极化旋转角图（b）Fig 1.2 Diagram of design (a); diagram of azimuth rotation and diagramof transmission level for incident circular polarized wave (b).]研究发现当线偏振光遇到强手性特征材料时会分解成旋性相反的圆偏振波表现出相反的折射率。2008 年，E. Plum 小组[10]采用多层具有的万字构成手性，其下一层与上一层相邻之间旋转相同的角度，如图 1.2（b）可以看出入射左旋圆偏振和入射右旋圆偏振的透过率均尤其在四个共振点处透过的光差异很大，这就是手性结构的圆二色图（b）中我能可以看出其在某些频点旋转角不为 0，这表明了其具但是，其旋转角很难达到 90°说明旋光能力比较弱。与此同时，何过双层的金属棒构成的磁共振实现 90°的偏振旋转。此外，Song 团缺口的田字型结构能实现宽角度入射的 90°偏振旋转器，这如图 1.3（a）和（b）反映随着倾斜角度逐渐增加到 45°，偏振旋转角几乎一致，而在第三个共振点 f=5.75GHz 处值变化很大。这主要从图（
Fig 1.2 Diagram of design (a); diagram of azimuth rotation and diagramof transmission level for incident circular polarized wave (b).研究发现当线偏振光遇到强手性特征材料时会分解成旋性相反偏振波表现出相反的折射率。2008 年，E. Plum 小组[10]采用多层的万字构成手性，其下一层与上一层相邻之间旋转相同的角度图 1.2（b）可以看出入射左旋圆偏振和入射右旋圆偏振的透过尤其在四个共振点处透过的光差异很大，这就是手性结构的圆图（b）中我能可以看出其在某些频点旋转角不为 0，这表明了但是，其旋转角很难达到 90°说明旋光能力比较弱。与此同时过双层的金属棒构成的磁共振实现 90°的偏振旋转。此外，S缺口的田字型结构能实现宽角度入射的 90°偏振旋转器，这如3（a）和（b）反映随着倾斜角度逐渐增加到 45°，偏振旋转角一致，而在第三个共振点 f=5.75GHz 处值变化很大。这主要从出在 f=5.75GHz 时右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的透射差异造
【参考文献】：
期刊论文
[1]Arbitrary focusing lens by holographic metasurface[J]. Rongzhen Li,Zhongyi Guo,Wei Wang,Jingran Zhang,Keya Zhou,Jianlong Liu,Shiliang Qu,Shutian Liu,Jun Gao. Photonics Research. 2015(05)
博士论文
[1]基于人工电磁结构材料的偏振调控原理及技术研究[D]. 张作军.重庆大学 2016
本文编号：3089642
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3089642.html
