金属-电介质微纳结构的光学特性研究

发布时间：2021-04-08 17:03

　　近年来,微纳结构下对光的传输、吸收、透射等操控的应用成为当今光学领域研究的热点之一。一般来说,金属和电介质是在微纳光子学器件设计和制备过程中频繁用到的两种类型的材料。如何利用这两类材料实现微纳结构光学特性的精确和有效调控,即对其光的吸收或透射能力及偏振特性的精确和有效调控,已经成为了当今各类微纳光学器件所面临的共同的问题。本论文从上述考虑着手,设计了多种微纳结构对光场的性质进行有效调控,分析调控的机理并对相应的光学性质进行深入的研究。主要内容如下:在光学吸收器的研究方面,本文从电磁谐振增强金属-电介质微纳结构的光学吸收特性入手,设计了两种吸收器:金属-电介质圆盘阵列吸收器及金属-电介质圆环吸收器。主要原理基于表面等离激元谐振,由“金属-电介质-金属“经典架构吸收器出发。本文采用材质较为通用的金属铝及二氧化硅作为金属和电介质的选用材料,实现了近红外波段的高效吸收,且证明吸收效果对偏振光不敏感,在宽角度范围内斜入射也可以保持高的吸收率。在可调谐线偏光的旋光方面,本文脱离传统简单依靠双折射材料的方式,通过设计微纳结构对左旋和右旋偏振光产生不同的相位延迟,从而产生线偏光的旋光。本文选择设计开口... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

(a)传导型表面等离激元示意图(b)局域表面等离激元示意图

图 1.2 亚波长孔的垂直入射透射。三个正方形的亚波长阵列孔的观察图像（图 1.2a）和光（图 1.2b）用于孔。 对于蓝色，绿色和红色阵列，周期为 300 nm,450 nm 和 550nm，孔径分别为 155 nm,180 nm 和 225nm，峰值传播波长 436 nm,538 nm 和 627nm。 阵列以 300厚银薄膜制成（由法国 Louis Pasteur 大学 A. Degiron 提供）。 只显示出最低散射级数的每阵列的光谱峰值（即在等式（2）中的 i，j）显示出微纳结构可以控制等离激元共振波长

(a)基于开口谐振环和金属线的微波吸收器示意图(b)该器件的反射光谱及透射光谱

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双梯形金属条的二维超材料性能分析[J]. 田子建,姜泊帆.  光子学报. 2017(01)
[2]缝隙八木纳米天线设计及宽波段吸收特性[J]. 朱路,王杨,刘媛媛,黄志群,慈白山.  光子学报. 2016(10)
[3]Tunable dual-band infrared polarization filter based on a metal-dielectric-metal compound rectangular strip array[J]. 陈彪,曾夏辉,陈曦曜,林媛媛,邱怡申,李晖.  Chinese Optics Letters. 2015(03)
[4]一种宽频带超材料吸波体的设计及其特性[J]. 师小强,弓巧侠,段智勇,马凤英,朱志鲜.  光子学报. 2013(04)

博士论文
[1]表面等离子体激元在周期结构中的能带及传播性质[D]. 韩德专.复旦大学 2006
[2]电磁场有限元法解释分布式并行计算的研究[D]. 管建和.中国地质大学（北京） 2006



本文编号：3125918